RU2093971C1 - Power supply for inductance heater - Google Patents
Power supply for inductance heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093971C1 RU2093971C1 RU95114873A RU95114873A RU2093971C1 RU 2093971 C1 RU2093971 C1 RU 2093971C1 RU 95114873 A RU95114873 A RU 95114873A RU 95114873 A RU95114873 A RU 95114873A RU 2093971 C1 RU2093971 C1 RU 2093971C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- winding
- circuit
- primary
- power transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к энергетике и электротехнике и может быть использовано в технологическом оборудовании с использованием термообработки токами высокой частоты. The present invention relates to energy and electrical engineering and can be used in technological equipment using heat treatment with high frequency currents.
Известны источники питания для индукционных нагревателей, включающие источник постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, выпрямительный блок, фильтрующие устройства, блок стабилизации напряжения, генератор высокой частоты, содержащий задающий генератор, блок усиления мощности, выходной контур ("Электротехнологические установки". Болотов А.В. Шепель Г. А. М. Высшая школа, 1988, с. 335). Недостатками указанных источников являются: низкая надежность выходных ламп генераторов, низкий КПД, низкие эксплуатационные свойства, высокая материалоемкость на единицу полезной мощности. Известны также источники питания индукционных нагревателей, в которых ламповые генераторы заменены тиристорными преобразователями (Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. Беркович Е.И. Ивенский Г.В. и др. Энергоатомиздат, 1983, с. 208). Недостатками их являются: чувствительность к перегрузкам по току, потребность в водяном охлаждении при высоких требованиях к качеству охлаждающей воды, повышенная чувствительность к внешним условиям среды (температура, запыленность, загазованность), существенная материалоемкость. Known power sources for induction heaters, including a constant voltage source containing a power transformer, a rectifying unit, filtering devices, a voltage stabilization unit, a high-frequency generator containing a master oscillator, a power amplification unit, an output circuit ("Electrotechnological installations". A. Bolotov. Shepel G. A. M. Higher School, 1988, p. 335). The disadvantages of these sources are: low reliability of the output lamps of the generators, low efficiency, low operational properties, high material consumption per unit of useful power. Power sources for induction heaters are also known, in which tube generators are replaced by thyristor converters (Thyristor converters of increased frequency for electrotechnological installations. E.B. Berkovich and others. Energoatomizdat, 1983, p. 208). Their disadvantages are: sensitivity to current overloads, the need for water cooling with high requirements for the quality of cooling water, increased sensitivity to external environmental conditions (temperature, dust, gas contamination), significant material consumption.
Предлагаемый источник питания индукционных нагревателей, отличающийся от известного, содержащего силовой трансформатор, выпрямительный и фильтрующий блоки, преобразователь частоты, выходной контур, тем, что первичная обмотка силового трансформатора одним концом соединена с одной из шин промышленной сети, а вторым концом соединена через выходной контур со второй шиной сети, параллельно к контуру подключено согласующее устройство для включения индукционного нагревателя; вторичная обмотка силового трансформатора соединена с первичной обмоткой трансформатора обратной связи, вторичная обмотка которого одним концом соединена с входом выходного контура, а другим через конденсатор обратной связи соединена с выходом контура. The proposed power source for induction heaters, which differs from the known one containing a power transformer, rectifying and filtering blocks, frequency converter, output circuit, in that the primary winding of the power transformer is connected at one end to one of the buses of the industrial network, and the second end is connected through the output circuit to the second network bus, in parallel to the circuit is connected a matching device for turning on the induction heater; the secondary winding of the power transformer is connected to the primary winding of the feedback transformer, the secondary winding of which is connected at one end to the input of the output circuit and the other through the feedback capacitor is connected to the output of the circuit.
Достигаемый положительный эффект (повышение надежности, материалоемкости, экономичности) создается за счет устранения недостаточно надежных элементов мощных ламп или тиристоров, снижение материалоемкости за счет устранения выпрямительного, стабилизирующего, фильтрующего и генераторного блоков. The achieved positive effect (increased reliability, material consumption, efficiency) is created by eliminating insufficiently reliable elements of powerful lamps or thyristors, reducing material consumption by eliminating rectifying, stabilizing, filtering and generating units.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, представленным на фиг. 1, на которой изображена структурная схема источника питания индукционного нагревателя. The essence of the invention is illustrated by the drawing shown in FIG. 1, which shows a block diagram of a power source of an induction heater.
Источник питания индукционного нагревателя содержит:
1 силовой трансформатор;
2 первичную обмотку трансформатора 1;
3 выходной контур;
4 промышленную сеть;
5 вторичную обмотку силового трансформатора 1;
6 первичную обмотку трансформатора обратной связи;
7 трансформатор обратной связи 7;
8 вторичную обмотку трансформатора обратной связи 7;
9 конденсатор обратной связи;
10 компенсирующий конденсатор 10;
11 согласующую обмотку;
12 индукционный нагреватель.The power source of the induction heater contains:
1 power transformer;
2 primary winding of transformer 1;
3 output circuit;
4 industrial network;
5 secondary winding of the power transformer 1;
6 primary winding of the feedback transformer;
7 feedback transformer 7;
8 secondary winding of the feedback transformer 7;
9 feedback capacitor;
10 compensating capacitor 10;
11 matching winding;
12 induction heater.
Предлагаемый источник питания индукционного нагревателя состоит из силового трансформатора 1 с первичной и вторичной обмотками 2 и 5 соответственно, выходного контура 3, трансформатора обратной связи 7 с первичной и вторичной обмотками 5 и 6 соответственно, конденсатора обратной связи 9, компенсирующего конденсатора 10, согласующей обмотки 11; при этом первичная обмотка 2 трансформатора 1 через последовательно с ней включенный выходной контур 3 подключена к промышленной сети 4, а вторичная его обмотка 5 соединена параллельно с первичной обмоткой 6 трансформатора обратной связи 7, вторичная обмотка 8 которого через конденсатор обратной связи 9 подключена к выходному контуру 3, параллельно первичной цепи трансформатора 4 подключен компенсирующий конденсатор 10, параллельно выходному контуру 3 через согласующую обмотку 11 подсоединяется индукционный нагреватель 12. The proposed power source for the induction heater consists of a power transformer 1 with primary and
Предлагаемый источник питания индукционного нагревателя работает следующим образом. Силовой трансформатор 1 работает в режиме формирователя импульсного напряжения. Такой режим создается подключением его первичной обмотки 2 с последовательно соединенным с ней выходным контуром 3 к промышленной сети 4 и нагружением вторичной обмотки 5 низкоомной первичной обмоткой 6 трансформатора обратной связи 7, что обуславливает режим работы трансформатора 1, близкий к режиму короткого замыкания. При этом параметры обмоток 2 и 5 выбираются, исходя из выполнения равенства их потокосцеплений:
l1W1 + l2W2≈0 (1),
где l1W1 потокосцепление первичной обмотки 2;
l2W2 потокосцепление вторичной обмотки 5.The proposed power source induction heater operates as follows. Power transformer 1 operates in the form of a pulse voltage shaper. This mode is created by connecting its
l 1 W 1 + l 2 W 2 ≈0 (1),
where l 1 W 1 the flux linkage of the
l 2 W 2 flux linkage of the secondary winding 5.
Режим работы первичной цепи силового трансформатора 1 описывается уравнением
U1 е1 + Uk + l1R1 (2),
где U1 мгновенное значение напряжения сети;
U2 ток в первичной обмотке 2;
Uk напряжение на контуре 3;
Φo результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора 1;
R1 активное сопротивление обмотки 2 трансформатора 1.The operation mode of the primary circuit of the power transformer 1 is described by the equation
U 1 e 1 + U k + l 1 R 1 (2),
where U 1 is the instantaneous voltage value of the network;
U 2 current in the
U k the voltage on the circuit 3;
Φ o the resulting magnetic flux in the core of the transformer 1;
R 1 the active resistance of the
Так как ток во вторичной обмотке 5 имеет временную задержку Φ по отношению к току в первичной обмотке 2 и направлен встречно последнему, то условие (1) будет выполняться вне угла задержки. В пределах временной задержки потокосцепления будут складываться, так как имеют одинаковое направление. В результате в указанном интервале ЭДС е1 будет иметь существенное значение, а вне его она приближенно равна нулю. Поэтому уравнение (2) можно представить в виде:
где ωп промышленная частота .Since the current in the secondary winding 5 has a time delay Φ with respect to the current in the
where ω p industrial frequency .
Разрешая (3) относительно Uk, получим:
Иной интерпретацией выражений (3) и (3а) является увеличение реактивного сопротивления первичной обмотки 2 трансформатора 1 на интервале θ и резкое падение его (≈ до 0) на интервале . В результате на интервале выходной контур 3 подвергается воздействию ступенчатого напряжения, что приводит к возникновению в нем собственных колебаний с резонансной частотой контура. Для увеличения амплитуды и длительности этих колебаний с помощью трансформатора обратной связи 7 формируется положительная обратная связь по напряжению Uk. С этой целью первичная обмотка 6 трансформатора 7 включается в сеть вторичной обмотки 5 трансформатора 1. Так как направление тока в обмотках 5 и 6 противоположно направлению тока в обмотке 2 трансформатора 1, то ЭДС е2, формируемая магнитным потоком сердечника трансформатора 7, будет противоположна ЭДС е1. Поэтому напряжение на выходе обмотки 8 трансформатора 7, равное е2, будет иметь составляющую, согласно направленную с напряжением Uk на выходном контуре 3. Осциллограммы напряжений на первичной обмотке 2 и на выходном контуре 3 приведены на фиг. 2. Напряжение с выхода обмотки 8 через конденсатор 9 подается на выход контура 3. С целью повышения cosΦ установки в первичную цепь трансформатора 1 включен конденсатор 10. Напряжение питания индукционного нагревателя снимается с контурной катушки выходного контура 3 через согласующую обмотку 11. При этом для повышения добротности контура его катушка намотана на ферритовом сердечнике. Преимущества предлагаемого изобретения перед известными состоят: в увеличении надежности источника питания индукционного нагревателя за счет устранения ненадежных элементов ламп, тиристоров; существенном сокращении материалоемкости за счет исключения выпрямительных, стабилизирующих, фильтрующих блоков, задающего генератора и "обвязки" нелинейного элемента.Solving (3) with respect to U k , we obtain:
Another interpretation of expressions (3) and (3a) is an increase in the reactance of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114873A RU2093971C1 (en) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | Power supply for inductance heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114873A RU2093971C1 (en) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | Power supply for inductance heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95114873A RU95114873A (en) | 1996-08-10 |
RU2093971C1 true RU2093971C1 (en) | 1997-10-20 |
Family
ID=20171476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95114873A RU2093971C1 (en) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | Power supply for inductance heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2093971C1 (en) |
-
1995
- 1995-08-21 RU RU95114873A patent/RU2093971C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Болотов А.В. и др. Электротехнологические установки. - М.: Высшая школа, 1988, с. 335. Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. - М.: Энерготомиздат, 1983, с. 208. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95114873A (en) | 1996-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3396342A (en) | Power supply circuit for continuous wave magnetron operated by pulsed direct current | |
KR970031200A (en) | Single Power Stage High Power Factor Converter | |
US20150222198A1 (en) | Method and System for Transmitting Voltage and Current Between a Source and a Load | |
RU2093971C1 (en) | Power supply for inductance heater | |
US2837652A (en) | Solid state inverters | |
US3078380A (en) | Magnetic amplifier controlled transistor switching circuits | |
US2338079A (en) | Inverter circuit | |
US4816986A (en) | Power control device for the magnetron of microwave oven | |
US3511996A (en) | X-ray generator having means for preventing d.c. magnetization of the transformer core | |
RU2003120864A (en) | METHOD AND DEVICE FOR TRANSMISSION OF ELECTRIC ENERGY | |
US10083789B2 (en) | Apparatus for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a transformer | |
Vukosavić et al. | Design and testing of high voltage high frequency transformer 0.6 kV/60kV for power of 60kW | |
US4680686A (en) | Electric 3-phase supply device for an ozonizer | |
US3307098A (en) | Inverter having a single selfcommutating thyristor | |
US3250952A (en) | Ballast apparatus for starting and operating a pair of fluorescent lamps | |
JP2855924B2 (en) | Interval charging device | |
RU96117342A (en) | METHOD FOR EXCITING OSCILLATIONS IN ELECTRICAL CIRCUIT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2346379C1 (en) | Para-resonance method of voltage stabilisation and discharge-impulse installation protection as well as device for its implementation | |
JPH0121081B2 (en) | ||
KR102206352B1 (en) | Apparatus for generating ozone | |
SU598274A1 (en) | Device for triggering and power supply of plasma-arc ac plant | |
SU993406A1 (en) | Frequency converter | |
SU665363A1 (en) | Method of detecting power supply loss of a group of three-phase generators | |
SU99906A1 (en) | A device for adding the power of two generators to a common load resistance | |
JPS61251421A (en) | Apparatus for restricting changing speed of alternating current to be supplied from superconductive generator |