PL180577B1

PL180577B1 - Induction heating method and system

Info

Publication number: PL180577B1
Application number: PL31758796A
Authority: PL
Inventors: Aleksy Kurbiel; Wladyslaw Loziak; Zbigniew Waradzyn; Roman Kieronski
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza; Akademia Gorniczohutnicza Imstanislawa Staszica
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2001-02-28
Also published as: PL317587A1

Abstract

Układ do nagrzewania indukcyjnego zawierający filtr dolnoprzepustowy, przyłączony równolegle do źródła napięcia stałego, łącznik elektroniczny i dławik oraz kondensator połączony równolegle z nagrzewnicą indukcyjną, znamienny tym, żejeden zacisk wyjściowy filtra (F) przyłączony jest za pośrednictwemłącznika elektronicznego (Ł) i połączonego z nim szeregowo dławika (Li) do wspólnego punktu kondensatora (Cr) i nagrzewnicy (RLo), których drugi punkt wspólnyjest połączony z drugim zaciskiem wyjściowym filtra (F), przy czym łącznik (Ł) stanowi tranzystor mocy (T) typu MOSFET z dołączoną do niego szeregowo diodą (D) tak, aby uniemożliwiała ona przewodzenie diody zawartej w strukturze tranzystora mocy (T).Induction heating system including low-pass filter attached parallel to the DC voltage source, electronic switch and choke and capacitor connected in parallel with the heater inductive, characterized in that one clamp filter output (F) is connected via via an electronic switch (Ł) and a choke in series with it (Li) to the common point of the capacitor (Cr) and heater (RLo) the second the common point is connected to the second terminal filter outlet (F), where the connector (L) represents a power (T) type transistor MOSFET with connected to it in series diode (D) so that it is non-conductive diode contained in the structure of the transistor power (T).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do nagrzewania indukcyjnego, znajdujący zastosowanie w przemyśle hutniczym.The subject of the invention is an induction heating system applicable in the steel industry.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 113 198 układ do nagrzewania indukcyjnego zawiera prostownik połączony z filtrem elektrycznym, którego jeden zacisk wyjściowy połączony jest ze wspólnym zaciskiem kondensatora i nagrzewnicy indukcyjnej. Drugi zacisk wyjściowy filtra przyłączony jest do dławika połączonego drugim końcem z anodą tyrystora, którego katoda połączona jest z drugim zaciskiem kondensatora i anodą drugiego tyrystora zbocznikowanego przeciwsobnie diodą, zaś katoda drugiego tyrystora przyłączona jest do drugiego zacisku nagrzewnicy.The induction heating system known from Polish patent specification No. 113 198 comprises a rectifier connected to an electric filter, one output terminal of which is connected to a common terminal of the capacitor and the induction heater. The second output terminal of the filter is connected to a choke connected at its other end to the thyristor anode, the cathode of which is connected to the second terminal of the capacitor and to the anode of the second thyristor shunted with a diode, and the cathode of the second thyristor is connected to the second terminal of the heater.

Innym znanym układem do nagrzewania indukcyjnego jest falownik prądu, w którym kondensator i nagrzewnica indukcyjna są połączone równolegle i są przyłączone do przekątnej mostka utworzonego z czterech łączników elektronicznych, przy czym druga przekątna tego mostka jest połączona poprzez dławik ze źródłem napięcia stałego.Another known induction heating system is a current inverter in which the capacitor and the induction heater are connected in parallel and connected to a diagonal bridge formed by four electronic switches, the second diagonal of the bridge being connected via a choke to a DC voltage source.

Układ, według wynalazku, zawierający filtra dolnoprzepustowy, przyłączony równolegle do źródła napięcia stałego, łącznik elektroniczny i dławik oraz kondensator połączony równoległe z nagrzewnicą indukcyjną charatekryzuje się tym, że jeden zacisk wyjściowy filtra przyłączony jest za pośrednictwem łącznika elektronicznego i połączonego z nim szeregowo dławika do wspólnego punktu kondensatora i nagrzewnicy, których drugi punkt wspólny jest połączony z drugim zaciskiem wyjściowym filtra, przy czym łącznik stanowi tranzystor mocy typu MOSFET z dołączoną do niego szeregowo diodą, tak aby uniemożliwiała ona przewodzenie diody zawartej w strukturze tranzystora mocy.The system according to the invention, comprising a low-pass filter, connected in parallel to a DC voltage source, an electronic switch, a choke and a capacitor connected in parallel with an induction heater, is characterized by the fact that one output terminal of the filter is connected via an electronic switch and a choke in series with it to a common a capacitor point and a heater, the second common point of which is connected to the second output terminal of the filter, the jumper being a power MOSFET with a diode connected thereto in series so as to prevent the conductivity of a diode contained in the structure of the power transistor.

Zaletą rozwiązania, według wynalazku, jest występowanie w nagrzewnicy indukcyjnej przepływu ciągłego prądu przemiennego wielkiej częstotliwości, przy zastosowaniu w układzie tylko jednego łącznika elektronicznego.The advantage of the solution according to the invention is the presence of a continuous high-frequency alternating current flow in the induction heater, using only one electronic switch in the system.

Rozwiązanie, według wynalazku, uwidocznione jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu.The solution according to the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing which shows a schematic diagram of the system.

Układ, według wynalazku, zawiera utworzony z dławika L_d i kondensatora Cr dolnoprzepustowy filtr F przyłączony do źródła napięcia stałego U_d. Punkt wspólny dławika L, i kondensatora C_d filtra F, stanowiący dodatni zacisk wyjściowy filtra F, jest połączony poprzez łącznik elektroniczny Ł i dławik L, ze wspólnym zaciskiem kondensatora Cr i nagrzewnicy indukcyjnej R0L0, których drugi punkt wspólny jest połączony z ujemnym zaciskiem wyjściowym filtra F. Łącznik Ł stanowi tranzystor mocy T typu MOSFET z przyłączoną do niego szeregowo diodą D tak, aby uniemożliwiała ona przewodzenia diody zawartej w strukturze tranzystora T.The circuit according to the invention comprises a low-pass filter F formed by a choke L _d and a capacitor Cr and connected to a DC voltage source U _d . The common point of the choke L, and the capacitor C _{d of the} filter F, constituting the positive output terminal of the filter F, is connected through the electronic switch Ł and the choke L, with the common terminal of the capacitor Cr and the induction heater R0L0, the second common point of which is connected with the negative output terminal of the filter F. The switch Ł is a power MOSFET transistor with a diode D connected to it in series, so that it prevents the diode contained in the structure of the transistor T from conducting.

180 577180 577

Działanie układu, według wynalazku, polega na tym, że przy cyklicznym załączaniu i wyłączaniu tranzystora T łącznika Ł, ze źródła napięcia stałego U_d pobierana jest cyklicznie energia i przekazywana do obwodu zamkniętego, utworzonego przez kondensator C_r nagrzewnicę R0Ł_o, powodując występowanie drgań elektrycznych w tym obwodzie.The operation of the system, according to the invention, is based on the fact that during the cyclic switching on and off of the transistor T of the switch L, energy is cyclically collected from the DC voltage source U _d and transferred to the closed circuit formed by the capacitor C _{r and the} heater R0Ł _o , causing the occurrence of electric vibrations in this circuit.

Załączanie tranzystora T następuje przy odpowiednim napięciu na kondensatorze C_ri odpowiednim zwrocie prądu w nagrzewnicy RflL₀, a wyłączanie tego tranzystora dokonywane jest w chwili, gdy prąd pobierany ze źródła napięcia U_d zmaleje do zera. Przy odpowiednio dobranej indukcyjności dławika Lj w odniesieniu do indukcyjności nagrzewnicy R0L0, prąd pobierany ze źródła napięcia Ud przy załączonym tranzystorze T ma przebieg pulsu, co jest warunkiem koniecznym prawidłowej pracy układu.The transistor T is switched on at the appropriate voltage on the capacitor C _r and the appropriate current return in the RflL ₀ heater, and the transistor is switched off when the current drawn from the voltage source U _d drops to zero. With a properly selected inductance of the choke Lj in relation to the inductance of the R0L0 heater, the current drawn from the voltage source Ud with the transistor T turned on has a pulse course, which is a necessary condition for the proper operation of the system.

180 577180 577

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Induction heating system comprising a low-pass filter connected in parallel to a DC voltage source, an electronic switch and a choke and a capacitor connected in parallel with the induction heater, characterized in that one filter output terminal (F) is connected via an electronic switch (Ł) and connected to the choke (L _x ) in series to the common point of the capacitor (C _r ) and the heater (RflL ₀ ), the second common point of which is connected to the second output terminal of the filter (F), the jumper (Ł) being a power transistor (T) of the MOSFET with a diode (D) connected in series to it, so that it prevents the conductivity of the diode contained in the structure of the power transistor (T).