CN208675572U - 一种有效功率转换器 - Google Patents
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Abstract
一种有效功率转换器，包括控制器电路和补偿切换电路。所述控制器电路和外部的降压变压器连接，所述降压变压器的输入端连接功率开关，所述功率开关的输入端连接外部的电网。所述控制器电路和所述补偿切换电路相连，所述补偿切换电路的输出相位连接有感应熔融设备，所述的感应熔融设备包括感应熔炉。本实用新型采用通过整流电路和逆变电路的控制器电路来简化了搅拌加热的流程，并优化了感应加热电路的方法，因此也减少了加热感应炉的不必要开支。并将逆变器的不同功率输出与逆变器的相位移动交流电流相结合，这种结合可以在预选功率的情况下，能够确保随时对所需的感应熔炉进行灵活调整以维持熔料的温度，使得熔料温度在搅拌过程中趋于稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及生成感应加热的功率转换器技术领域，尤其是一种有效功率转换器。
背景技术
现有的感应炉大多采用无接触式引入所形成的铸造股线，通过线圈交流电流供应装置和与交流电流供应装置相连接的控制装置以运行感应铸造装置，通过更改感应线圈电流以造成的电气参数在理论值与实际值之间的差以调节线圈，此外，还有的感应炉采用的是带有高频率与低频率的生成器，转换器逐步运行而不是从上而下或从下而上运行，除此之外，还需要多个带有不同频率的线圈与电容器。上述的感应炉中的电路转换过程复杂，且感应加热装置的开支过于繁重，以致熔融模式下电路承担的负担过大，易造成事故，发生危险。
所以，针对上述产生的问题，就需设计一种符合简化搅拌流程、减少感应加热装置开支要求的生成感应加热的有效功率的转换器。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于生成感应加热的有效功率转换器。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种有效功率转换器，包括控制器电路，用于在搅拌模式中对逆变器实施控制使得逆变器能够输出脉冲功率，所述控制器电路包括三刀开关，所述三刀开关连接有外部电网的降压变压器，所述三刀开关起控制整个控制器电路开断的作用，所述三刀开关的开关闸连接整流电路，设置所述整流电路的目的在于将由所述降压变压器降压后的交流电转换为直流电，所述整流电路之后设置有直流中间电路，所述直流中间电路包括两个节气门，所述节气门连接所述整流电路，所述直流中间电路利用电感的储能特性，将所述整流电路输出的直流电压减少谐波分量以趋于稳定，所述直流中间电路连接有逆变电路，所述逆变电路用于将所述直流中间电路输出的直流电转化为交流电；
补偿切换电路，所述的补偿切换电路包括电容器，所述电容器两端连接所述逆变电路，所述电容器的输出相位之间设有第一隔离开关和第二隔离开关，所述第一隔离开关和第二隔离开关可以实现电容器之间的串联结构，所述补偿切换电路利用电容的超前电流抵消因容性负载而产生的滞后电流，来提升电路的有功功率，吸收无功功率，从而提高系统的功率因数。
优选的，所述的输出相位连接有感应熔融设备，所述的输出相位的后部导体之间设置有第三隔离开关和第四隔离开关，所述第三隔离开关和第四隔离开关之间构成星形桥路。
优选的，所述的感应熔融设备包括感应熔炉，所述感应熔炉中贮存有熔料，所述感应熔炉的外侧设有感应线圈，所述感应线圈连接所述输出相位，利用输出相位来向感应线圈提供能量，继而加热熔料。
优选的，所述的降压变压器的输入端连接有功率开关的输出端，所述的功率开关的输入端连接电网，此种设置可以将电网中的交流电经由功率开关输送至降压变压器中，经过降压变压器的降压过程把低电压输送至所述控制器电路中。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型通过整流电路和逆变电路的控制器电路来简化了搅拌加热的流程，并优化了感应加热电路的方法，因此也减少了加热感应炉的不必要开支。
2、本实用新型通过隔离开关将所有的逆变器进行电气连接，通过控制器电路并采用相位移动交流电流以运行逆变器，能够降低由公共电网所规定的120°相位角，使其处于40°至95°范围内。
3、本实用新型将逆变器的不同功率输出与逆变器的相位移动交流电流相结合，这种结合可以在预选功率的情况下，能够确保随时对所需的感应熔炉进行灵活调整以维持熔料的温度，使得熔料温度在搅拌过程中不会出现上升，趋于稳定。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施例的电路结构示意图；
图2是本实用新型的第二实施例的电路结构示意图；
图3是本实用新型的感应线圈在不同功率下的温度数据波形图。
图中：1、感应熔炉；2、感应线圈；3、熔料；5、电网；6、功率开关；7、降压变压器；8、控制器电路；11、三刀开关；12、整流电路；13、直流中间电路；14、节气门；15、逆变电路；18、补偿切换电路；19、电容器；20、输出相位；21、输入相位；23、第一隔离开关；24、第二隔离开关；25、星形桥路；26、第三隔离开关；27、第四隔离开关；30、感应熔融设备。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
本实用新型所述的一种有效功率转换器，包括控制器电路8和补偿切换电路18，所述控制器电路8用于在搅拌模式中对逆变器实施控制使得逆变器能够输出脉冲功率，所述补偿切换电路18利用电容的超前电流抵消因感性负载而产生的滞后电流，来提升电路的有功功率，吸收无功功率，从而提高系统的功率因数。所述控制器电路8和外部的降压变压器7连接，所述降压变压器7的输入端连接功率开关6，所述功率开关6的输入端连接外部的电网5，通过上述连接结构可以实现电网5中的交流电经由功率开关6输送至降压变压器7中，经过降压变压器7的降压过程把低电压输送至所述控制器电路8中。所述控制器电路8和所述补偿切换电路18相连，所述补偿切换电路18的输出相位20连接有感应熔融设备30，所述的感应熔融设备30包括感应熔炉1，所述感应熔炉1中贮存有熔料3，所述感应熔炉1的外侧设有感应线圈2，所述感应线圈2连接所述输出相位20，利用输出相位20来向感应线圈2提供能量，继而加热熔料3。
此外，所述的控制器电路8还包括三刀开关11，所述三刀开关11连接所述降压变压器7，所述三刀开关11控制整个控制器电路8的开断。和所述三刀开关11的每个开关闸相连的有整流电路12，所述整流电路12的目的在于将由所述降压变压器7降压后的交流电转换为直流电。设置在所述整流电路12之后的有直流中间电路13，所述直流中间电路13包含两个节气门14，利用电感的储能特性，将所述整流电路12输出的直流电压减少谐波分量以趋于稳定。所述直流中间电路13连接逆变电路15，所述逆变电路15用于将所述直流中间电路13输出的直流电转化为交流电。
本实用新型的第一实施例，如图1所示，所述补偿切换电路18包括电容器19，所述电容器19两端连接所述逆变电路15，所述电容器19的输出相位20之间设有第一隔离开关23和第二隔离开关24，所述第一隔离开关23可以实现电容器19之间的串联结构，在所述输出相位20的后部导体之间设置有第三隔离开关26和第四隔离开关27，所述第三隔离开关26和第四隔离开关27之间构成了星形桥路25。在第一实施例中，具体实施时，将三刀开关11的刀闸关闭，使得外部的电网5的交流电通过降压变压器7的降压过程进入有效功率转换器中，再通过整流电路12和逆变电路15的交流变直流、直流返交流的作用，把低电压交流电输送至补偿切换电路18中，再通过开启第一隔离开关23和第三隔离开关26来对感应线圈2加热，利用感应加热原理对感应熔炉1内的熔料3进行加热并搅拌。在第一隔离开关23开启的情况下，开启第三隔离开关26实现加热搅拌熔化，关闭第三隔离开关26后，仅为搅拌模式，当第一隔离开关23开启、第二隔离开关24关闭或第一隔离开关23关闭、第二隔离开关24开启时，只对两个逆变器进行通电转换，当第一隔离开关23和第二隔离开关24同时开启时，三个逆变器会同时向感应熔融设备30供电，通过隔离开关开启的数量来控制输出功率。当第三隔离开关26开启或第四隔离开关27开启时，会对感应线圈2进行部分供电，当第三隔离开关26和第四隔离开关27同时开启时，会对感应线圈2全部供电，用来改变其熔融时的功率。
本实用新型的第二实施例，如图2所示，所述补偿切换电路18包括电容器19，所述的电容器19两端连接所述逆变电路15，所述电容器19的输入相位21之间设置有第一隔离开关23和第二隔离开关24，所述电容器19通过所述第一隔离开关23和第二隔离开关24实现预接。在第二实施例中，具体实施时，闭合三刀开关11，使电网5的交流电通过降压变压器7降压后进入有效功率转换器中，再通过整流电路12和逆变电路15的交流变直流、直流返交流的过程，把低电压交流电输送至补偿切换电路18中，开启第一隔离开关23和第二隔离开关24对感应线圈2加热，利用感应加热原理对感应熔炉1内的熔料3进行加热并搅拌。通过控制第一隔离开关23和第二隔离开关24可以将电容器19之间构成串联结构，当第一隔离开关23开启或第二隔离开关24开启时，只对两个逆变器进行通电转换，当第一隔离开关23和第二隔离开关24同时开启，三个逆变器会同时向感应熔融设备30供电，从而改变各个逆变器的输出功率，来实现不同功率下的搅拌功能。
上述的两种实施例可以使得所述逆变电路15输出的脉冲功率不同，从而可以分别采用不同功率或频率以运行感应线圈2，进而给感应熔融设备30加热，第一实施例中的第一隔离开关23和第三隔离开关26的位置可以实现熔化和搅拌两种模式；第二实施例中的第一隔离开关23的位置可以实现不同功率的搅拌模式。
如图3所示，采用不同频率和功率以相同方式运行感应熔炉，所得到的相位数据呈正弦函数分布，此波形图中，横坐标为相位，纵坐标为温度。a曲线表示采用100％功率时的线圈温度曲线，b曲线表示采用60％功率时的温度曲线，c曲线表示采用25％功率下的线圈温度曲线。由此图可知，当初始相位为零时，功率大的线圈温度反而小，而随着相位的不断增大，线圈温度亦会上升，但上升至峰值时，再随着相位的增加，温度反而会回降，反复周期呈现正弦波形图。
本实用新型通过整流电路12和逆变电路15的控制器电路来简化了搅拌加热的流程，并优化了感应加热电路的方法，因此也减少了加热感应炉的不必要开支，并将逆变器的不同功率输出与逆变器的相位移动交流电流相结合，这种结合可以在预选功率的情况下，能够确保随时对所需的感应熔炉进行灵活调整以维持熔料3的温度，使得熔料3温度在搅拌过程中不会出现上升，趋于稳定。还能够通过逆变器为输出电流与输出电压的变化提供较大的振幅并且由此能够对熔料3实现持续搅拌运行，通过补偿切换电路18中的星形桥路25上的隔离开关为熔化运行提供了所要求的较高同相功率。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种有效功率转换器，其特征在于，包括：
控制器电路(8)，用于在搅拌模式中对逆变器实施控制使得逆变器能够输出脉冲功率，所述控制器电路(8)包括三刀开关(11)，所述三刀开关(11)连接有外部电网的降压变压器(7)，所述三刀开关(11)起控制整个控制器电路(8)开断的作用，所述三刀开关(11)的开关闸连接整流电路(12)，设置所述整流电路(12)的目的在于将由所述降压变压器(7)降压后的交流电转换为直流电，所述整流电路(12)之后设置有直流中间电路(13)，所述直流中间电路(13)包括两个节气门(14)，所述节气门(14)连接所述整流电路(12)，所述直流中间电路(13)利用电感的储能特性，将所述整流电路(12)输出的直流电压减少谐波分量以趋于稳定，所述直流中间电路(13)连接有逆变电路(15)，所述逆变电路(15)用于将所述直流中间电路(13)输出的直流电转化为交流电；
补偿切换电路(18)，所述的补偿切换电路(18)包括电容器(19)，所述电容器(19)两端连接所述逆变电路(15)，所述电容器(19)的输出相位(20)之间设有第一隔离开关(23)和第二隔离开关(24)，所述第一隔离开关(23)和第二隔离开关(24)可以实现电容器(19)之间的串联结构，所述补偿切换电路(18)利用电容的超前电流抵消因容性负载而产生的滞后电流，来提升电路的有功功率，吸收无功功率，从而提高系统的功率因数。
2.根据权利要求1所述的一种有效功率转换器，其特征在于：所述的输出相位(20)连接有感应熔融设备(30)，所述的输出相位(20)的后部导体之间设置有第三隔离开关(26)和第四隔离开关(27)，所述第三隔离开关(26)和第四隔离开关(27)之间构成星形桥路(25)。
3.根据权利要求2所述的一种有效功率转换器，其特征在于：所述的感应熔融设备(30)包括感应熔炉(1)，所述感应熔炉(1)中贮存有熔料(3)，所述感应熔炉(1)的外侧设有感应线圈(2)，所述感应线圈(2)连接所述输出相位(20)，利用输出相位(20)来向感应线圈(2)提供能量，继而加热熔料(3)。
4.根据权利要求1所述的一种有效功率转换器，其特征在于：所述的降压变压器(7)的输入端连接有功率开关(6)的输出端，所述的功率开关(6)的输入端连接电网(5)，此种设置可以将电网(5)中的交流电经由功率开关(6)输送至降压变压器(7)中，经过降压变压器(7)的降压过程把低电压输送至所述控制器电路(8)中。
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|---|---|---|---|---|
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