CN220606117U - 一种中频电容器切换装置及中频感应加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中频感应加热设备技术领域，并提出了中频电容器切换装置及中频感应加热系统，包括至少两个控制组件与至少两个可调电容，控制组件具有第一连接端与第二连接端，可调电容与控制组件的第一连接端电性连接，所述控制组件通过控制第一连接端与第二连接端的通断路，进行相应可调电容的切换，所述控制组件与可调电容一一对应设置。该中频电容器切换装置，通过设置至少两个控制组件与至少两个的可调电容，实现中频电源未启动时的电容切换，以根据感应加热系统实际负荷的需要，调整电热电容器的配置数量，无需专业电工利用专用工具进行电容的投入或拆除，提高了电容切换效率，并大大的减小了人员触电的安全风险。

Description

一种中频电容器切换装置及中频感应加热系统

技术领域

本实用新型涉及中频感应加热设备技术领域，尤其涉及一种中频电容器切换装置及中频感应加热系统。

背景技术

中频感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(300-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小，感应加热多数用于工业金属零件表面淬火、金属熔炼、棒料透热等多个领域，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，达到表面迅速加热，甚至透热融化的效果。

中频感应加热系统需根据实际负荷的需要，随时调整电热电容器的配置数量，以满足所需功率的匹配，授权公告号为CN2814872Y-中频感应加热功率调节装置，其通过切换电容组使功率因素φcos维持在最高值，传统的方法是在中频停机状态下由专业电工利用专用工具进行电容的投入或拆除，这种调整方式的效率低下而且存在人员触电的安全风险，另外上述方案中，为了将负载匹配到最佳状态，提高生产效率，需设置较多的电容组，增大了设备成本与维护难度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种中频电容器切换装置及中频感应加热系统，以解决传统的电容调整方式效率低下而且存在人员触电安全风险的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，提供了一种中频电容器切换装置，包括至少两个控制组件与至少两个可调电容，其中，

控制组件具有第一连接端与第二连接端；

可调电容与控制组件的第一连接端电性连接，所述控制组件通过控制第一连接端与第二连接端的通断路，进行相应可调电容的切换，所述控制组件与可调电容一一对应设置。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述控制组件包括投入电路与切断电路，所述投入电路与切断电路电性连接；

当投入电路通电时，所述控制组件的第一连接端与第二连接端连通；

当切断电路通电时，所述投入电路断路。

进一步优选的，所述投入电路包括接触器，所述控制组件的第一连接端与第二连接端为接触器的主触头的两个连接端。

更进一步优选的，所述投入电路还包括投入开关与接触器的常开开关，所述投入开关与接触器的常开开关均与接触器的输入端电性连接。

进一步优选的，所述切断电路包括继电器与切断开关，其中，

继电器包括常闭开关，所述常闭开关与投入电路串联；

切断开关与继电器串联。

更进一步优选的，还包括中频电源开关，所述中频电源开关的一端与常开开关远离接触器的一端电性连接，另一端与投入开关远离接触器的一端电性连接；

当中频电源启动时，所述中频电源开关断开；

当中频电源关闭时，所述中频电源开关闭合。

进一步优选的，还包括中频电源开关，所述中频电源开关与切断电路串联；

当中频电源启动时，所述中频电源开关断开；

当中频电源关闭时，所述中频电源开关闭合。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括两个中频电源输出母排，所述可调电容、控制组件的第一连接端与第二连接端串联在两个中频电源输出母排之间。

另一方面，提供了一种中频感应加热系统，其包括上述的中频电容器切换装置。

本实用新型的中频电容器切换装置相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置至少两个控制组件与至少两个的可调电容，实现中频电源未启动时的电容切换，以根据感应加热系统实际负荷的需要，调整电热电容器的配置数量，无需专业电工利用专用工具进行电容的投入或拆除，提高了电容切换效率，并大大的减小了人员触电的安全风险；

(2)在中频加热系统处于正常启动状态下投切电容器会造成中频跳电甚至损坏元器件，所以在启动回路里加入了中频启动状态的联锁控制，如果中频是启动状态则无法启动或切除电容器，起到有效保护设备的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的中频电容器切换装置的结构示意图；

图2为本实用新型的中频电容器切换装置的投入电路与切断电路示意图；

图3为本实用新型的中频电容器切换装置的接触器主触点连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型的中频电容器切换装置，包括至少两个控制组件1与至少两个可调电容2。

在本实施方式中，电容均连接在中频加热系统的两个中频电源输出母排4上，两个中频电源输出母排4输出1100V、300-500HZ的交流电，另外，除了可调电容2，还需要设置固定电容，为了可以对可调电容2进行切换，需将可调电容2至少设置为两个。

如图1所示，为了方便描述，本实施方式中以设置两个可调电容2为例进行说明。

控制组件1具有第一连接端与第二连接端，并且该第一连接端与第二连接端分别连接至两个中频电源输出母排4上，且控制组件1的第一连接端与第二连接端可通过控制组件1的直接控制进行连通或断开。

可调电容2与控制组件1的第一连接端电性连接，具体为可调电容2的两端分别连接控制组件1的第一连接端与一个中频电源输出母排4，所述控制组件1通过控制第一连接端与第二连接端的通断路，来将相应的可调电容2从电路中断开或者连接至电路中。

以两个可调电容2为例，对应的需设置两个控制组件1，此时具有四种切换方式，第一种是将两个可调电容2均从电路中断开，第二与第三种是将两个可调电容2的其中一个连接至电路中，第四种是将两个可调电容2均连接至电路中。

需要说明的是，控制组件1与可调电容2通常为一一对应的设置，但是也不排除采用单个控制组件1控制多个电容的情况。

如图2与图3所示，为了实现控制组件1对第一连接端与第二连接端的通断功能，所述控制组件1包括投入电路11与切断电路12，所述投入电路11与切断电路12电性连接，当投入电路11通电时，所述控制组件1的第一连接端与第二连接端连通，当切断电路12通电时，所述投入电路11断路，即在投入电路11通电状态下，第一连接端与第二连接端一直保持连通，反之，投入电路11断电后，第一连接端与第二连接端断开，针对此种情况，设置了切断电路12，以在投入电路11通电后，对其进行切断操作，从而断开第一连接端与第二连接端的连接。

在本实施方式中，由于两个中频电源输出母排4的电压差可达到1100V，故而所述投入电路11选用接触器111作为主要器件，相应的，所述控制组件1的第一连接端与第二连接端为接触器111的主触头1111的两个连接端，即可调电容2的两端分别接在接触器111主触头1111的两个连接端上，接触器111通电后，主触头1111闭合，使得可调电容2接至两个中频电源输出母排4上。

需要注意的是，中频电源并非常开状态，且其电压过大，在使用过程中，控制组件1需采用单独的电源进行供电，供电电源可选用AC220V。

为了使投入电路11可由人工进行控制，且可被切断电路12进行切断，所述投入电路11还包括投入开关112与接触器111的常开开关1112，所述投入开关112与接触器111的常开开关1112均与接触器111的输入端电性连接，即将常开开关1112与投入开关112并联后，再串联接触器111，再将该串联电路接至供电电源上，当按下投入开关112后，接触器111通电，常开开关1112闭合，即可保持投入电路11的通路状态，使得接触器111的主触头1111闭合。

在本实施方式中，将可调电容2一半容量设置为固定式，另一半容量为可调式，降低接触器111的通过电流，提高该系统的稳定性和接触器111的寿命。

在本实施方式中，所述切断电路12包括继电器121与切断开关122，继电器121包括常闭开关1211，所述常闭开关1211与投入电路11串联；切断开关122与继电器121串联，同时切断电路12整体接入供电电源，在切断开关122闭合后，继电器121通电，常闭开关1211断开，此时接触器111断电，导致常开开关1112从闭合状态打开，进而切断投入电路11的连通状态，相应的，接触器111主触点1111断开，使得可调电容2断开与中频电源输出母排4的连接。

在实际使用时，可能存在中频电源输出母排4通电状态下，作业人员进行误切换，导致电路损坏，故而在本实施方式中，还设置了中频电源开关3，所述中频电源开关3的一端与常开开关1112远离接触器111的一端电性连接，另一端与投入开关112远离接触器111的一端电性连接，即中频电源开关3与常开开关1112并联，并与投入开关112串联，当中频电源启动时，所述中频电源开关3断开，当中频电源关闭时，所述中频电源开关3闭合，通过中频电源开关3，来避免中频电源输出母排4通电状态下，进行可调电容2的切换，对电路进行保护。

相应的，在切断电路12上也需要设置中频电源开关3，以防止使用过程中，通过切断电路12对投入电路11进行切断，将所述中频电源开关3与切断电路12串联，当中频电源启动时，所述中频电源开关3断开，当中频电源关闭时，所述中频电源开关3闭合，中频电源启动时，通过不给切断电路12进行供电，以防止其对投入电路11进行切断。

另外，针对多个可调电容2，可对应的设置相同数量的控制组件1，具体的连接方式与上述相同。

由于本方案是通过投入开关112与切断开关122来控制可调电容2的通断状态，将投入开关112与切断开关122选用可由PLC控制的电磁开关，即可实现远程控制、编程控制等。

需要注意的是，中频大电流会在接触器111的主触头1111和连接母线的外表形成涡流效应，造成异常发热。因此，在该元器件选型时必须放大其承载电流的域度，根据多次的试验，并考虑到设备的安装空间和经济性，按照电容器额定电流的两倍余量进行选型较合适。

如图1-3所示，本实用新型的中频感应加热系统，包括上述的中频电容器切换装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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 (9)

1.一种中频电容器切换装置，其特征在于：包括至少两个控制组件(1)与至少两个可调电容(2)，其中，

控制组件(1)具有第一连接端与第二连接端；

可调电容(2)与控制组件(1)的第一连接端电性连接，所述控制组件(1)通过控制第一连接端与第二连接端的通断路，进行相应可调电容(2)的切换，所述控制组件(1)与可调电容(2)一一对应设置。

2.如权利要求1所述的中频电容器切换装置，其特征在于：所述控制组件(1)包括投入电路(11)与切断电路(12)，所述投入电路(11)与切断电路(12)电性连接；

当投入电路(11)通电时，所述控制组件(1)的第一连接端与第二连接端连通；

当切断电路(12)通电时，所述投入电路(11)断路。

3.如权利要求2所述的中频电容器切换装置，其特征在于：所述投入电路(11)包括接触器(111)，所述控制组件(1)的第一连接端与第二连接端为接触器(111)的主触头(1111)的两个连接端。

4.如权利要求3所述的中频电容器切换装置，其特征在于：所述投入电路(11)还包括投入开关(112)与接触器(111)的常开开关(1112)，所述投入开关(112)与接触器(111)的常开开关(1112)均与接触器(111)的输入端电性连接。

5.如权利要求2所述的中频电容器切换装置，其特征在于：所述切断电路(12)包括继电器(121)与切断开关(122)，其中，

继电器(121)包括常闭开关(1211)，所述常闭开关(1211)与投入电路(11)串联；

切断开关(122)与继电器(121)串联。

6.如权利要求4所述的中频电容器切换装置，其特征在于：还包括中频电源开关(3)，所述中频电源开关(3)的一端与常开开关(1112)远离接触器(111)的一端电性连接，另一端与投入开关(112)远离接触器(111)的一端电性连接；

当中频电源启动时，所述中频电源开关(3)断开；

当中频电源关闭时，所述中频电源开关(3)闭合。

7.如权利要求2所述的中频电容器切换装置，其特征在于：还包括中频电源开关(3)，所述中频电源开关(3)与切断电路(12)串联；

当中频电源启动时，所述中频电源开关(3)断开；

当中频电源关闭时，所述中频电源开关(3)闭合。

8.如权利要求1所述的中频电容器切换装置，其特征在于：还包括两个中频电源输出母排(4)，所述可调电容(2)、控制组件(1)的第一连接端与第二连接端串联在两个中频电源输出母排(4)之间。

9.一种中频感应加热系统，其特征在于：包括权利要求1-8中的任一项切换装置。