CN214591179U - 感应加热/消磁一体机电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，包括感应加热电路以及消磁电路，感应加热电路与消磁电路共用一个线圈。在本实用新型中，感应加热和消磁可以共用同一套电缆线圈，无需人工操作切换。当进行消磁时，在电缆线圈上输出消磁电流(消磁电流为一种数百安培的低频交流渐变电流)；当进行感应加热时，在同一电缆线圈上输出中频感应电流。本实用新型在常规感应加热电源内部增加了消磁电流发生器，能在执行消磁功能时在感应电缆上输出一个低频大电流消磁电流。消磁电流的强度有八个档位可调，消磁电流从启动到结束过程中的幅值是渐变的，这样可以使消磁更彻底。整个消磁的过程包括运行时间都是自动完成的。

Description

感应加热/消磁一体机电源

技术领域

本实用新型涉及一种管道和钢结构构件焊接所需的感应加热电源和消磁电源，可广泛用于各种带有剩磁(需要消磁处理)工件在焊接前的消磁和预热。

背景技术

对于各种带有剩磁(需要消磁处理)工件在焊接前的消磁和预热工作，传统的作业流程是：先用消磁机对工件进行消磁处理，在进行消磁处理时，需要用专用的消磁电缆缠绕在工件上并连接到消磁机，由操作人员操作消磁机进行消磁。当工件完成消磁作业后，需要先拆卸下缠绕在工件上的消磁电缆，随后再在工件上缠绕感应电缆。随后将感应电缆连接到感应加热电源，有操作人员操作感应加热电源对工件的进行加热。

传统的对带有剩磁的工件，在焊接前需要先用消磁机消磁，再用感应加热电源进行加热，需要使用不同的缠绕电缆，需要改变连接和切换。因此，现场操作的工作量大，设备成本高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种兼具感应加热功能和对铁磁工件进行消磁功能的电源。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，包括感应加热电路以及消磁电路，感应加热电路与消磁电路共用一个线圈，其中：

感应加热电路包括主回路及控制回路，主回路包括三相整流桥，三相整流桥的输入端与交流电源相连，输出端经由滤波电容C1与充电缓冲电路的输入端相连；充电缓冲电路的输出端经由滤波电感L1与逆变滤波电容组GCA2的输入端相连，逆变滤波电容组GCA2的输出端经由高频吸收电容组与由IGBT构成的全桥逆变电路的输入端相连，全桥逆变电路由控制回路控制，全桥逆变电路的输出端经由谐振输出电路及谐振电容器组C5与线圈相连；

控制回路包括第一控制电源及第二控制电源，第一控制电源的输出端与内部开关电源SPOW的输入端相连，且串联的缓冲接触器K2的线圈和缓冲接触器K3并联在第一控制电源的输出端上；内部开关电源SPOW的输出端与DSP主控制板以及高精度数字式电流、电压、功率采集板相连的供电端相连，高精度数字式电流、电压、功率采集板的数字信号输出端连接DSP主控制板，DSP主控制板还连接显示和按键单元以及IGBT隔离驱动板，IGBT隔离驱动板连接全桥逆变电路；

串联的控制缓冲接触器K3的继电器及开关K3.2并联在第二控制电源的输出端上，开关K3.2与DSP主控制板相连；

消磁电路包括消磁电源，消磁电源的输出连接低频逆变模块，低频逆变模块连接低频逆变控制单元，低频逆变控制单元与DSP主控制板相连，DSP主控制板的切换控制信号输入端连接消磁/加热切换开关K；低频逆变模块的输出端经由切换接触器KP1及电抗器R与线圈相连；

消磁/加热切换开关还与第一控制电源的输出端相连，第一控制电源经由消磁/加热切换开关与串联的开关REL-K2及控制切换接触器K的线圈相连并形成回路。

优选地，所述三相整流桥的输入端与所述交流电源之间连接有断路器K1、熔丝F1和熔丝F2。

优选地，所述充电缓冲电路包括并联的缓冲接触器K2和缓冲电阻RB1。

优选地，所述高频吸收电容组包括并联的高频吸收电容C2及高频吸收电容C3。

优选地，所述谐振输出电路包括阻抗匹配变压器T1，变压器T1的原边连接有隔直电容C4，所述谐振电容组C5连接在变压器T1的副边。

优选地，所述第一控制电源为220VAC控制电源；所述第二控制电源为第一控制电源。

优选地，在所述第一控制电源的输出端上并联至少一个冷却风机。

优选地，在所述第二控制电源的输出端上还并联有电源指示灯LA1以及串联的报警状态指示灯LA2、开关K2.2，开关K2.2连接至所述DSP主控制板。

在本实用新型中，感应加热和消磁可以共用同一套电缆线圈，无需人工操作切换。当进行消磁时，在电缆线圈上输出消磁电流(消磁电流为一种数百安培的低频交流渐变电流)；当进行感应加热时，在同一电缆线圈上输出中频感应电流。

本实用新型具有如下特点：

1、感应加热电源内置消磁电流发生器

本实用新型在常规感应加热电源内部增加了消磁电流发生器，能在执行消磁功能时在感应电缆上输出一个低频大电流消磁电流。消磁电流的强度有八个档位可调，消磁电流从启动到结束过程中的幅值是渐变的，这样可以使消磁更彻底。整个消磁的过程包括运行时间都是自动完成的。

2、内置感应加热/消磁切换电路

本实用新型可以在同一套缠绕电缆上自动切换输出感应加热电流和消磁电流，因此，电源内部内置了一套切换电路，以切换感应加热电流(中频电流)和消磁电流(低频渐变电流)。

3、胜任-40℃低温环境

本实用新型的感应加热功能和消磁功能均可在野外、环境温度-40℃时正常运行。

4、感应加热/消磁集成共用显示操作界面

本实用新型在进行消磁作业以及感应加热作业时，机器的显示、启停等显示操作界面是集成共用的。

5.全空冷结构

本实用新型的冷却方式采用全空冷(包括感应加热部分和消磁部分)，适合于野外作业。

6.通讯控制

本实用新型采用通讯给定，无线路和信号传输干扰，可以实现更高的控制精度和稳定性。支持Profinet网口、Modbus、RS485、RS232等通讯协议。

7.采用DSP和CPLD控制，并实现准确可靠的零电流IGBT逆变，同时保证装置测量、控制、运行、显示、限制、保护等各项功能高效有序的运行。

8.谐振频率和相位自动准确跟踪，能使IGBT逆变始终工作在最佳工作点，更换感应器后无需调整电源参数；本实用新型能自动匹配不同的感应电缆绕制直径和绕制圈数。

附图说明

图1为本实用新型中感应加热电路的主回路线路；

图2为本实用新型中感应加热电路的控制部分线路图；

图3为本实用新型中消磁电路的主回路及控制部分线路。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实施例公开的一种感应加热/消磁一体机电源，包括感应加热电路以及消磁电路，感应加热电路与消磁电路共用一个线圈。

本实用新型中感应加热电路的主回路线路如图1所示，三相380VAC电源进入断路器K1，经熔丝F1和熔丝F2连接至三相整流桥BD1。三相整流桥BD1输出的直流电压先经过滤波电容C1后再输入充电缓冲电路。本实施例中，充电缓冲电路由并联的缓冲接触器K2和缓冲电阻RB1构成。充电缓冲电路的作用是消除上电时对输入回路和三相整流桥BD1的电流冲击，并减小对电网的冲击和干扰。充电缓冲电路输出的直流电压经由滤波电感L1后输入逆变滤波电容组GCA2。逆变滤波电容组GCA2输出的直流电压依次经过高频吸收电容C2及高频吸收电容C3输入由IGBT2和IGBT3构成的全桥逆变电路。全桥逆变电路在DSP主控器板的控制下完成变流转换，将直流电压转换成中频交流电压，且中频交流电压的频率正好与谐振电容组C5和感应器的谐振频率一致，相位则满足IGBT2和IGBT3的电流过零切换。全桥逆变电路输出的中频交流电压经由谐振输出电路及谐振电容器组C5加载在线圈上。谐振输出电路包括阻抗匹配变压器T1，变压器T1的原边连接有隔直电容C4。谐振电容组C5连接在变压器T1的副边。

本实用新型中感应加热电路的控制部分线路图如图2所示，220VAC控制电源连接至断路器CK1。断路器CK1的输出端并联FUN1、FUN2、FUN3、FUN4以及串联的缓冲接触器K2的线圈和缓冲接触器K3后连接内部开关电源SPOW的输入。FUN1、FUN2、FUN3、FUN4是本实施例公开的晶体生长用高精度数字式感应加热电源内部的四个冷却风机，其中两个用于主回路电力电子器件的冷却，两个用于变压器T1和谐振电容器组C5的冷却。内部开关电源SPOW的输出连接DSP主控制板和高精度板。DSP主控制板和高精度数字式电流、电压、功率采集板是本实用新型的核心控制线路板，所有的运行、控制、保护、输入和输出均在DSP主控制板上完成。高精度数字式电流、电压、功率采集板完成电流、电压和功率的信号采集，并运算形成数字信号后传输到DSP主控制板。显示和按键单元连接至DSP主控制板，完成操作和界面显示。IGBT隔离驱动板也连接至DSP主控制板，受DSP主控制板和高精度板的控制，驱动全桥逆变电路的IGBT2及IGBT3完成逆变。CV+和CV-是24VDC控制电源，LA1是24VDC电源指示灯，LA2是报警状态指示灯，开关K2.2连接至DSP主控制板，受DSP的控制，当装置发生报警时，LA2亮。控制缓冲接触器K3的继电器与开关K3.2串联，开关K3.2连接至DSP主控制板。

本实用新型中消磁电路的主回路及控制部分线路如图3所示。消磁电路包括一个20V/400A开关电源作为消磁电源，消磁电源的输出连接低频逆变模块，低频逆变模块连接低频逆变控制单元，低频逆变控制单元与DSP主控制板相连，DSP主控制板的切换控制信号输入端连接消磁/加热切换开关K。当消磁/加热切换开关K切换至加热状态时，DSP主控制板的切换控制信号输入端没有相关信号输入，20V/400A开关电源处于非工作状态，其不对外输出工作电流，消磁电路不工作。当消磁/加热切换开关K切换至消磁状态时，DSP主控制板的切换控制信号输入端接收到相关信号输入(本实施例中DSP主控制板的切换控制信号输入端接收到一个低电平信号)，此时，DSP主控制板使能20V/400A开关电源，由20V/400A开关电源输出直流信号至低频逆变模块。DSP主控制板通过低频逆变控制板驱动低频逆变模块，使得低频逆变模块将输入的直流信号转换为交流信号，该交流信号经由切换接触器KP1和电抗器R加载在线圈上。

消磁/加热切换开关K还与前述的220VAC控制电源的输出端相连，220VAC控制电源的输出端经由消磁/加热切换开关K与串联的开关REL-K2及控制切换接触器KP1的线圈相连。开关REL-K2与DSP主控制板相连。当消磁/加热切换开关切换至加热状态时，前述的220VAC控制电源仅为感应加热电路的控制部分供电。当消磁/加热切换开关切换至消磁状态时，DSP主控制板控制开关REL-K2闭合，切换接触器KP1的线圈得电，切换接触器KP1动作，使得低频逆变模块输出的交流信号能够通过切换接触器KP1加载在线圈上。

上述感应加热/消磁一体机电源相当于一台感应加热电源加一台消磁机电源加一套自动切换装置。在一台机器上即可完成原先在两台机器上才能完成的消磁和感应加热操作，且在操作过程中不需要更换电缆，也不需要改变连接。因此采用本实用新型提供的技术方案不仅节省了成本，也简化了操作流程。

Claims (8)

1.一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，包括感应加热电路以及消磁电路，感应加热电路与消磁电路共用一个线圈，其中：

感应加热电路包括主回路及控制回路，主回路包括三相整流桥，三相整流桥的输入端与交流电源相连，输出端经由滤波电容C1与充电缓冲电路的输入端相连；充电缓冲电路的输出端经由滤波电感L1与逆变滤波电容组GCA2的输入端相连，逆变滤波电容组GCA2的输出端经由高频吸收电容组与由IGBT构成的全桥逆变电路的输入端相连，全桥逆变电路由控制回路控制，全桥逆变电路的输出端经由谐振输出电路及谐振电容器组C5与线圈相连；

控制回路包括第一控制电源及第二控制电源，第一控制电源的输出端与内部开关电源SPOW的输入端相连，且串联的缓冲接触器K2的线圈和缓冲接触器K3并联在第一控制电源的输出端上；内部开关电源SPOW的输出端与DSP主控制板以及高精度数字式电流、电压、功率采集板相连的供电端相连，高精度数字式电流、电压、功率采集板的数字信号输出端连接DSP主控制板，DSP主控制板还连接显示和按键单元以及IGBT隔离驱动板，IGBT隔离驱动板连接全桥逆变电路；

串联的控制缓冲接触器K3的继电器及开关K3.2并联在第二控制电源的输出端上，开关K3.2与DSP主控制板相连；

消磁电路包括消磁电源，消磁电源的输出连接低频逆变模块，低频逆变模块连接低频逆变控制单元，低频逆变控制单元与DSP主控制板相连，DSP主控制板的切换控制信号输入端连接消磁/加热切换开关K；低频逆变模块的输出端经由切换接触器KP1及电抗器R与线圈相连；

消磁/加热切换开关还与第一控制电源的输出端相连，第一控制电源经由消磁/加热切换开关与串联的开关REL-K2及控制切换接触器KP1的线圈相连并形成回路。

2.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，所述三相整流桥的输入端与所述交流电源之间连接有断路器K1、熔丝F1和熔丝F2。

3.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，所述充电缓冲电路包括并联的缓冲接触器K2和缓冲电阻RB1。

4.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，所述高频吸收电容组包括并联的高频吸收电容C2及高频吸收电容C3。

5.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，所述谐振输出电路包括阻抗匹配变压器T1，变压器T1的原边连接有隔直电容C4，所述谐振电容组C5连接在变压器T1的副边。

6.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，所述第一控制电源为220VAC控制电源；所述第二控制电源为第一控制电源。

7.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，在所述第一控制电源的输出端上并联至少一个冷却风机。

8.如权利要求1所述的一种感应加热/消磁一体机电源，其特征在于，在所述第二控制电源的输出端上还并联有电源指示灯LA1以及串联的报警状态指示灯LA2、开关K2.2，开关K2.2连接至所述DSP主控制板。

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