一种注塑机电磁加热控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种注塑机电磁加热控制系统，包括控制器、电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块、IGBT模块、励磁线圈、电流检测模块和AC‑DC模块，所述AC‑DC模块一端连接AC380V电压，本实用新型专利技术控制器性能稳定、控制精度高、具有较好的节能效果；能较好解决了电磁加热的串扰问题，且能根据谐振线圈变热后功率发生变化改变控制信号，实现恒功率控制。

【技术实现步骤摘要】
一种注塑机电磁加热控制系统
本技术涉及一种控制系统，具体是一种注塑机电磁加热控制系统。
技术介绍
塑料生产设备在生产过程中，需要大量的能量对塑料进行加热，而现阶段市场上的塑料机械所用的加热方式普遍为电热圈加热，通过接触传导方式把热量传到料筒上，只有紧靠在料筒表面内侧的热量才能传到料筒上，这样外侧的热量大部分散失到空气中，存在着热传导损失，并导致厂内环境温度上升。另外电阻丝加热还有一个缺点就是功率密度低，很难适用于高温场合，为此，拟采用电磁加热技术来实现加热。塑料机械电磁加热技术是通过电磁感应原理使金属料筒自身发热，并且可以根据具体情况在料筒外部包裹一定厚度的隔热保温材料，这样就大大减少了热量的散失，提高了热效率，因此节电效果十分显著，可达30％～75％。同时，因为电磁加热圈本身并不发热，而且是采用绝缘材料和高温电缆制造，所以不存在着像原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少维修时间，能大大的降低企业的生产成本，而对原生产工艺、操作程序无任何影响和改变。目前，节能、环保等已经成为政府和社会关注的热点，而在河北任丘、唐山、石家庄新乐、保定等地，有大量的造粒机、注塑机还在使用烧煤、电阻丝等加热进行生产，这样不仅大大增加了产品耗能，还加重了对环境的污染。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种注塑机电磁加热控制系统以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种注塑机电磁加热控制系统，包括控制器、电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块、IGBT模块、励磁线圈、电流检测模块和AC-DC模块，所述AC-DC模块一端连接AC380V电压，另一端通过电容滤波模块连接IGBT模块和励磁线圈，控制器分别连接电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块和电流检测模块，IGBT驱动隔离模块还连接IGBT模块，电流检测模块还连接励磁线圈。作为本技术进一步的方案：所述控制器采用AVR的16L单片机ATmega16。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术控制器性能稳定、控制精度高、具有较好的节能效果；能较好解决了电磁加热的串扰问题，且能根据谐振线圈变热后功率发生变化改变控制信号，实现恒功率控制。附图说明图1为本技术的电路原理图。图2为巡回扫描控制系统原理图。图3为谐振电流检测电路图。图4为过流保护电路图。图5为谐振频率调理电路图。图6为PWM脉冲调制电路图。图7为常用变压器隔离驱动图。图8为IGBT驱动隔离电路图。图9为巡回扫描控制CPU电路图。图10为对应温区状态指示灯电路图。图11为四温区温度仪表扫描输入电路图。图12为四温区切换控制图。图13为某温区切换控制图图。图14为基于PI控制框图。图15为电流闭环的恒功控制系统。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-15，本技术实施例中，一种注塑机电磁加热控制系统，包括控制器、电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块、IGBT模块、励磁线圈、电流检测模块和AC-DC模块，所述AC-DC模块一端连接AC380V电压，另一端通过电容滤波模块连接IGBT模块和励磁线圈，控制器分别连接电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块和电流检测模块，IGBT驱动隔离模块还连接IGBT模块，电流检测模块还连接励磁线圈。控制器采用AVR的16L单片机ATmega16。本技术的工作原理是：电磁加热系统的主电路是一个交流-直流-交流(AC-DC-AC)变换器，由三相桥式整流器和单相半桥电压型谐振变换器构成。三相交流电源经三相不可控桥式整流器变换为脉动的直流电，再经过大电容滤波后成为平滑的直流电，此平滑的直流电经过单相半桥电压谐振变换器变换成频率为20KHz的交流电供给加热线圈，产生交变的磁场，交变的磁场在料筒内部产生涡流，从而加热物料。如图1所示，为保证系统工作的可靠性，系统增加了驱动隔离电路、电流检测、电源检测、过流保护、IGBT过温、负载过温、液晶显示和单片机控制电路等单元，当系统工作时，励磁线圈缠绕在料筒的不同加热部位，谐振信号通过线圈是料筒自身发热，以实现熔融物料的目的。此时通过电流互感器实时采样谐振电流和谐振频率的大小，并根据设定功率实时调整输出脉冲，同时，系统还设计了IGBT温度、负载(料筒)温度检测、电源检测电路，以实现实时检测系统的目的，同时还将系统的的工作状态通过液晶显示器显示出来，以方便用户使用。系统还增加了一个巡回扫描控制系统，系统在加热时，巡回检测料筒上的各个温区，对于温度达不到设定要求的部位，通过扫描控制系统，接入当前部位谐振线圈，实现对本温区加热，当某个温区达到所要求温度时则跳过该温区对下一温区进行加热操作，切换时，考虑到大电流工作切换，系统先给谐振控制电路送出停机信号，停止谐振电路工作，当切换完成后，又重新启动谐振控制电路工作。其工作过程为：1区加热→2区加热→3区加热→4区加热→1区加热。扫描过程中不停检测各区温度，达到温度的区不再加热。扫描模块结构如图2所示。下面针对控制器设计中的几个关键问题进行分析和介绍。3.系统主回路的元器件参数设定(1)整流二极管和滤波电路元件选择①整流模块的选择a.整流输出的电压平均值为：b.电流平均值：输出电流平均值IR为IR＝Ud/R与单相电路情况一样，电容电流平均值iC为零、因此Id＝IR在一个电源周期中，id有6个波头，流过每一个二极管的是其中的两个波头，因此二极管电流平均值为Id的l/3，即IVD＝Id/3＝IR/3c.二极管D可能承受的最大正向电压为线电压峰值的1/2，即即d.二极管D可能承受的最大反向电压为线电压峰值根据工程设计技术经验和工艺要求,按1～2倍参数选择，整流二极管的反向耐压为600～1000V左右，导通电流为20～40A，可选择BridgeSemi的三相高频整流桥MDS100/16E，正向工作电流100A，最高反向电压1600V。②滤波电容的选择滤波电容器Cd主要起滤波和稳定电压的作用。由于采用三相桥式整流电路，其电压纹波脉动为300Hz，为保证给逆变电路提供稳定的直流电压，滤波电路的时间常数，也即滤波电容器Cd与直流电源的等效负载电阻Rd的乘积，必须为纹波中基波的周期时间的6～10倍以上，这里取6，即RdCd＝6/300则Cd＝6/300×1/Rd＝6/300×20/514.8＝7.77(μF)电容电压必须高于可以选用8uF/1000VAC的CBB61型金属化聚丙烯薄膜电容器，它容量稳定，耐冲击电流，过载能力强。(2)I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注塑机电磁加热控制系统，包括控制器、电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块、IGBT模块、励磁线圈、电流检测模块和AC‑DC模块，其特征在于，所述AC‑DC模块一端连接AC380V电压，另一端通过电容滤波模块连接IGBT模块和励磁线圈，控制器分别连接电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块和电流检测模块，IGBT驱动隔离模块还连接IGBT模块，电流检测模块还连接励磁线圈。

【技术特征摘要】
1.一种注塑机电磁加热控制系统，包括控制器、电源检测模块、IGBT过温模块、负载过温模块、蜂鸣器、电容滤波模块、液晶显示模块、过流保护模块、IGBT驱动隔离模块、IGBT模块、励磁线圈、电流检测模块和AC-DC模块，其特征在于，所述AC-DC模块一端连接AC380V电压，另一端通过电容滤波模块连接IGBT模块和励磁线圈，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，孔维功，
申请(专利权)人：北京昊瑞昌科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11