CN212908979U - 接地保护效果好的感应加热电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电路设计技术领域，提出了一种接地保护效果好的感应加热电源，包括依次连接的主电路和感应线圈，还包括依次连接的零序电流采集电路、采样电阻、信号调理电路和比较器电路，所述零序电流采集电路用于采集主电路的输入电源的零序电流，所述比较器电路的输出端用于与主控电路连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中感应加热电源接地保护电路干扰大，误动作多，保护精度差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路设计技术领域，具体的，涉及接地保护效果好的感应加热电源。
背景技术
感应加热电源对金属材料加热效率最高、速度最快，且低耗环保。它已经广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。感应加热电源由两部分组成，一部分是提供能量的交流电源，也称变频电源；另一部分是完成电磁感应能量转换的感应线圈，又称感应器。由于感应线圈与被加热工件间存在电压差，在工件和感应线圈间容易放电打火，这种放电现象容易造灼伤工件，同时又对设备的安全和操作人员的安全造成威胁。为避免这种放电现象，感应加热电源设置有接地保护电路，目前的接地保护电路存在干扰大，误动作多，电路滤波难度大，保护精度差等缺点。
实用新型内容
本实用新型提出接地保护效果好的感应加热电源，解决了现有技术中感应加热电源接地保护电路干扰大，误动作多，保护精度差的问题。
本实用新型的技术方案如下：包括依次连接的主电路和感应线圈，还包括依次连接的零序电流采集电路、采样电阻、信号调理电路和比较器电路，
所述零序电流采集电路用于采集主电路的输入电源的零序电流，所述比较器电路的输出端用于与主控电路连接。
进一步，所述零序电流采集电路包括零序电流互感器，所述零序电流互感器包括采集线圈，主电路的输入电源进线穿过所述零序电流互感器，
所述零序电流互感器的两个输出端分别与所述采样电阻的两端连接。
进一步，所述信号调理电路包括依次连接的整流桥电路一和电阻分压电路，
所述整流桥电路一的两个输入端分别与所述采样电阻的两端连接，所述电阻分压电路的输出与所述比较器电路连接。
进一步，所述电阻分压电路包括电位器和第二电阻，
所述电位器的两个固定端分别与所述整流桥电路一的两个输出端连接，所述电位器的滑动端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述比较器电路的一个输入端连接。
进一步，还包括基准源电路，所述基准源电路包括TL431、第三电阻、第四电阻和第五电阻，
所述TL431的阳极与地信号连接，所述TL431的阴极与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与直流电源连接，
所述第四电阻和所述第五电阻连接，所述第四电阻与所述第五电阻连接的一端与所述TL431的参考端连接，所述第四电阻的另一端与所述TL431的阴极连接，所述第五电阻远离所述第四电阻的一端与地信号连接，
所述TL431的阴极与所述比较器电路的一个输入端连接。
进一步，所述主电路包括依次连接的整流桥电路二、滤波电抗器和逆变桥电路，
所述整流桥电路二与输入电源进线连接，所述逆变桥电路的输出与所述感应线圈连接。
本实用新型的工作原理及有益效果为：
如图2所示，本实用新型中输入电源的一端、工件的一端均接地，正常工作时，主电路的输入电源的零序电流为零，当感应线圈和工件之间打火放电时，放电电流通过大地流回输入电源，主电路的输入电源出现零序电流，采样电阻两端出现第一电压，第一电压经信号调理电路之后，转换为第二电压，第二电压输入到比较器电路中，与电压设定阈值进行比较，当第二电压大于电压设定阈值时，比较电路输出高电平，主控电路接收到该高电平信号后，判定发生严重的放电打火，并及时采取保护措施，比如停机、降功率运行等，避免造成器件损坏。
本实用新型保护可靠、成本低、抗干扰性强。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型电路原理框图；
图2为本实用新型主电路原理图；
图3为本实用新型中基准源电路原理图；
图4为本实用新型中主控电路原理图；
图中：1主电路，101整流桥电路二，102 滤波电抗器，103逆变桥电路，2感应线圈，3零序电流采集电路，4采样电阻，5信号调理电路，51整流桥电路一，52电阻分压电路，6比较器电路，7基准源电路，8主控电路，9 工件，10变压器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
如图1-图4所示，一种接地保护效果好的感应加热电源，包括依次连接的主电路1和感应线圈2，还包括依次连接的零序电流采集电路3、采样电阻4、信号调理电路5和比较器电路6，
零序电流采集电路3用于采集主电路1的输入电源的零序电流，比较器电路6的输出端用于与主控电路8连接。
如图2所示，本实施例中输入电源的一端、工件9 的一端均接地，正常工作时，主电路1的输入电源的零序电流为零，当感应线圈2和工件9 之间打火放电时，放电电流通过大地流回输入电源，主电路1的输入电源出现零序电流，采样电阻4两端出现第一电压，第一电压经信号调理电路5之后，转换为第二电压，第二电压输入到比较器电路6中，与电压设定阈值进行比较，当第二电压大于电压设定阈值时，比较电路输出高电平，主控电路8接收到该高电平信号后，判定发生严重的放电打火，并及时采取保护措施，比如停机、降功率运行等，避免造成器件损坏。
本实施例保护可靠、成本低、抗干扰性强。
进一步，零序电流采集电路3包括零序电流互感器，零序电流互感器包括采集线圈，主电路1的输入电源进线穿过零序电流互感器，
零序电流互感器的两个输出端分别与采样电阻4的两端连接。
本实施例通过零序电流互感器实现感应线圈2和工件9 之间放电现象的检测，接线简单、检测准确。
进一步，信号调理电路5包括依次连接的整流桥电路一51和电阻分压电路52，
整流桥电路一51的两个输入端分别与采样电阻4的两端连接，电阻分压电路52的输出与比较器电路6连接。
零序电流互感器的输出为交变的电流信号，导致采样电阻4两端的电压为交变的电压信号，该交变的电压信号经整流桥电路一51之后转换为直流电压信号、再经过电阻分压电路52进行一定比例的转换，便于与电压设定阈值进行比较。
进一步，电阻分压电路52包括电位器和第二电阻，
电位器的两个固定端分别与整流桥电路一51的两个输出端连接，电位器的滑动端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与比较器电路6的一个输入端连接。
通过调节电位器滑动端的位置，可以调节电阻分压电路52的输出电压，电阻分压电路52输出电压的大小反映了感应线圈2和工件9 之间放电电流的大小，因此，可以根据现场实际需要，调节电位器滑动端的位置，从而调节保护限值，进一步提高了本实施例的便利性。
进一步，还包括基准源电路7，基准源电路7包括TL431、第三电阻、第四电阻和第五电阻，
TL431的阳极与地信号连接，TL431的阴极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与直流电源连接，
第四电阻和第五电阻连接，第四电阻与第五电阻连接的一端与TL431的参考端连接，第四电阻的另一端与TL431的阴极连接，第五电阻远离第四电阻的一端与地信号连接，
TL431的阴极与比较器电路6的一个输入端连接。
基准源电路7的输出为比较器电路6提供电压设定阈值，基准源电路7采用TL431电路，体积小、电路结构简单，而且通过调节第四电阻和第五电阻的阻值可以调节电压设定阈值，有利于提高本实施例的通用性。
进一步，主电路1包括依次连接的整流桥电路二101、滤波电抗器102 和逆变桥电路103，
整流桥电路二101与输入电源进线连接，逆变桥电路103的输出与感应线圈2连接。
主电路1从变压器10取电，输入电源经整流桥电路二101整流后，经直流电抗器进行滤波处理，有效的阻止了高频干扰，提高了主电路1抗干扰性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种接地保护效果好的感应加热电源，包括依次连接的主电路（1）和感应线圈（2），其特征在于，还包括依次连接的零序电流采集电路（3）、采样电阻（4）、信号调理电路（5）和比较器电路（6），
所述零序电流采集电路（3）用于采集主电路（1）的输入电源的零序电流，所述比较器电路（6）的输出端用于与主控电路（8）连接。
2.根据权利要求1所述的接地保护效果好的感应加热电源，其特征在于，所述零序电流采集电路（3）包括零序电流互感器，所述零序电流互感器包括采集线圈，主电路（1）的输入电源进线穿过所述零序电流互感器，
所述零序电流互感器的两个输出端分别与所述采样电阻（4）的两端连接。
3.根据权利要求1所述的接地保护效果好的感应加热电源，其特征在于，所述信号调理电路（5）包括依次连接的整流桥电路一（51）和电阻分压电路（52），
所述整流桥电路一（51）的两个输入端分别与所述采样电阻（4）的两端连接，所述电阻分压电路（52）的输出与所述比较器电路（6）连接。
4.根据权利要求3所述的接地保护效果好的感应加热电源，其特征在于，所述电阻分压电路（52）包括电位器和第二电阻，
所述电位器的两个固定端分别与所述整流桥电路一（51）的两个输出端连接，所述电位器的滑动端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述比较器电路（6）的一个输入端连接。
5.根据权利要求1所述的接地保护效果好的感应加热电源，其特征在于，还包括基准源电路（7），所述基准源电路（7）包括TL431、第三电阻、第四电阻和第五电阻，
所述TL431的阳极与地信号连接，所述TL431的阴极与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与直流电源连接，
所述第四电阻和所述第五电阻连接，所述第四电阻与所述第五电阻连接的一端与所述TL431的参考端连接，所述第四电阻的另一端与所述TL431的阴极连接，所述第五电阻远离所述第四电阻的一端与地信号连接，
所述TL431的阴极与所述比较器电路（6）的一个输入端连接。
6.根据权利要求1所述的接地保护效果好的感应加热电源，其特征在于，所述主电路（1）包括依次连接的整流桥电路二（101）、滤波电抗器（102 ）和逆变桥电路（103），
所述整流桥电路二（101）与输入电源进线连接，所述逆变桥电路（103）的输出与所述感应线圈（2）连接。
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