一种金属热处理设备及冷却机组制造技术

本实用新型专利技术涉及电力电子技术，具体是一种金属热处理设备及冷却机组。包括激光束引导红外精准测温，无线数据发射、接收，数字信号处理控制板DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，上管、下管设互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块交替移相功耗均衡相等，磁环双电感共扼抑制环流冲击，冷却水箱出水管经水泵、控制阀循环冷却三相整流模块、H桥IGBT模块、阻抗匹配变压器、感应炉谐振电感、谐振电容，大大降低设备故障率，保障工件热处理高效节能、安全、可靠运行，节水效果显著，满足使用技术要求。本实用新型专利技术适用于无线传输红外测温控制的金属热处理。

Metal heat treatment equipment and cooling unit

The utility model relates to the power electronic technology, in particular to a metal heat treatment equipment and a cooling unit. Including the laser beam guide accurate infrared temperature measurement, wireless data transmission and reception, digital signal processing control board DSP chip programmable phase control lead and lag two pulse width modulation PWM1, PWM2 signal alternating phase, the upper pipe and the lower pipe is provided with interlocking dead time tDT, respectively by the fiber coupled to two dual IGBT driver board two, a dual IGBT half bridge module connected in parallel for the synthesis of H bridge inverter, transformer, load series resonant circuit, four bridge arm IGBT power module alternating phase equilibrium equal magnetic inductance double conjugate restraining circulation shock, cooling water tank outlet pipe through the water pump control valve, cooling three-phase rectifier module, IGBT module, H bridge the impedance matching transformer, induction furnace, resonant inductor, resonant capacitor, greatly reduce the failure rate of the equipment, guarantee the heat treatment of high efficiency and energy saving, safe and reliable. Row, water-saving effect is remarkable, to meet the use of technical requirements. The utility model is suitable for metal heat treatment with wireless transmission and infrared temperature measurement control.

【技术实现步骤摘要】
一种金属热处理设备及冷却机组
本技术涉及电力电子技术，具体是一种金属热处理设备及冷却机组。
技术介绍
现有技术热处理设备的逆变器IGBT模块功率容量不足，通过并联IGBT模块增大输出功率，但IGBT模块饱和压降不一致性，并联工作电流不均衡，产生环流冲击，极易烧坏IGBT模块。同时，固定移相式的桥臂脉宽调制PWM驱动IGBT模块全桥逆变器，存在移相桥臂开关器件损耗小，固定桥臂开关器件损耗大，四个桥臂功耗不均衡，固定桥臂IGBT模块结温过热存在安全隐患。冷却热处理设备，常用冷却塔工业用水或自来水进、出流动热交换，耗水量是非常大的。而且，利用自然流动的水热交换冷却塔体积庞大，占地面积大。
技术实现思路
本技术的目的是提供数字信号处理DSP芯片产生超前、滞后交替移相脉宽调制PWM脉冲驱动信号，过零功率软启动，发射激光束引导红外精准测温、无线数据传输，水冷式冷水机组制冷强制冷却的一种金属热处理设备及冷却机组。本技术的技术解决方案：包括三相交流电源、交流接触器、数字信号处理控制板DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，上管、下管设互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，由变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块斜对角导通、截止，零功率软启动，交替移相功耗均衡相等克服固定桥臂功耗大的缺陷，第一块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4栅极，集电极，发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n栅极、集电极、发射极；IGBT模块H桥逆变器桥臂A管组、C管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第一组滤波薄膜电容C1，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极互连导线串入磁环E1为电感L1接到直流母线第一层的一块铜板，直流母线第一层的一块铜板连接阻抗匹配变压器T电感TL1的一端，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3n发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第二组滤波薄膜电容C2，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极互连导线串入磁环E1为电感L2接到直流母线第一层的一块铜板，电感L2与电感L1导线反向串入磁环E1，阻抗匹配变压器T电感TL1另一端连接电容C0一端，阻抗匹配变压器T电感TL2与感应炉谐振电感L、谐振电容C串联相接，并且穿入电流互感取样磁环电感il，阻抗匹配变压器T电感TL2两端作为逆变器输出电压测量接口，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却进水管、电感TL1进水管、电感TL2进水管连接水冷式冷水机组的出水管，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却出水管、电感TL1出水管、电感TL2出水管连接水冷式冷水机组的进水管，谐振电容C0水箱进水管连接水冷式冷水机组的出水管，谐振电容C0水箱出水管连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组、D的管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第三组滤波薄膜电容C3，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4集电极互连导线串入磁环E2为电感L3接到直流母线第一层另一块铜板，直流母线第一层另一块铜板连接电容C0的另一端，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第四组滤波薄膜电容C4，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n集电极互连导线串入磁环E2为电感L4接到直流母线第一层另一块铜板，电感L4与电感L3导线反向串入磁环E2；冷却机组由压缩机冷凝器、冷却塔、蒸发器、水箱、干燥过滤器、滤渣器、电磁阀、膨胀阀、高压控制器、低压控制器、水泵、两个温度计、调温阀、控制阀、温度传感器组成，其中，蒸发器置于水箱中，水箱置有浮球开关，浮球开关控制水位缺水报警，并启动控制阀进水，蒸发器一端经制冷媒体传递铜管连接压缩机输入口，压缩机输出口经制冷媒体传递铜管、低压控制器接冷凝器，冷凝器置于冷却塔，冷凝器制冷媒体传递铜管经高压控制器、过干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀连接蒸发器制冷媒体传递铜管另一端，制冷剂充入制冷媒体传递铜管，冷却塔进水管经控制阀、调温阀、滤渣器、控制阀连接工业用水，工业用水可直接经控制阀接到冷却塔进水管，温度传感器检测水泵出水温度连接调温阀，两个温度计分别显示冷却塔进水、出水温度，冷却塔出水管经控制阀排水，水箱出水管经水泵、控制阀分路接三相整流模块水盒进水管、H桥IGBT模块水盒进水管、阻抗匹配变压器进水管、感应炉谐振电感进水管、谐振电容水盒进水管，三相整流模块水盒出水管、H桥IGBT模块水盒出水管、阻抗匹配变压器出水管、感应炉谐振电感出水管、谐振电容水盒出水管经控制阀返回到水箱。红外测温无线数据发射器由聚光透镜、激光二极管及驱动电路、光电转换芯片、对数放大电路、模数转换器A/D、数据编码器、发射芯片组成，光电转换芯片配置透镜光路聚焦，与透镜光轴成斜角设置激光二极管发射光束窗口，驱动电路连接激光二极管，发射蓝光或绿光束用来对准工件红外测温点，发射芯片内含射频振荡器、数据调制FSKSW、鉴相器PFD、电荷泵CP、内置环路滤波器、分频器、压控振荡器VCO和输出功率步进或连续可调的射频功放，发射芯片射频振荡器ROI端外接石英谐振器XTAL1一端，石英谐振器XTAL1另一端接电容CX1、CX2一端，电容CX1另一端接地，电容CX1另一端接发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属热处理设备及冷却机组，包括三相交流电源、交流接触器，其特征在于：还包括数字信号处理控制板DSP可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，上管、下管设互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，由变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块斜对角导通、截止，零功率软启动，交替移相功耗均衡相等克服固定桥臂功耗大的缺陷，第一块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4栅极，集电极，发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n栅极、集电极、发射极；IGBT模块H桥逆变器桥臂A管组、C管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第一组滤波薄膜电容C1，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极互连导线串入磁环E1为电感L1接到直流母线第一层的一块铜板，直流母线第一层的一块铜板连接阻抗匹配变压器T电感TL1的一端，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3n发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第二组滤波薄膜电容C2，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极互连导线串入磁环E1为电感L2接到直流母线第一层的一块铜板，电感L2与电感L1导线反向串入磁环E1，阻抗匹配变压器T电感TL1另一端连接电容C0一端，阻抗匹配变压器T电感TL2与感应炉谐振电感L、谐振电容C串联相接，并且穿入电流互感取样磁环电感il，阻抗匹配变压器T电感TL2两端作为逆变器输出电压测量接口，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却进水管、电感TL1进水管、电感TL2进水管连接水冷式冷水机组的出水管，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却出水管、电感TL1出水管、电感TL2出水管连接水冷式冷水机组的进水管，谐振电容C0水箱进水管连接水冷式冷水机组的出水管，谐振电容C0水箱出水管连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组、D的管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第三组滤波薄膜电容C3，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4集电极互连导线串入磁环E2为电感L3接到直流母线第一层另一块铜板，直流母线第一层另一块铜板连接电容C0的另一端，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第四组滤波薄膜电容C4，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n集电极互连导线串入磁环E2为电感L4接到直流母线第一层另一块铜板，电感L4与电感L3导线反向串入磁环E2；冷却机组由压缩机冷凝器、冷却塔、蒸发器、水箱、干燥过滤器、滤渣器、电磁阀、膨胀阀、高压控制器、低压控制器、水泵、两个温度计、调温阀、控制阀、温度传感器组成，其中，蒸发器置于水箱中，水箱置有浮球开关，浮球开关控制水位缺水报警，并启动控制阀进水，蒸发器一端经制冷媒体传递铜管连接压缩机输入口，压缩机输出口经制冷媒体传递铜管、低压...

【技术特征摘要】
1.一种金属热处理设备及冷却机组，包括三相交流电源、交流接触器，其特征在于：还包括数字信号处理控制板DSP可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，上管、下管设互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，由变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块斜对角导通、截止，零功率软启动，交替移相功耗均衡相等克服固定桥臂功耗大的缺陷，第一块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P1、P2、P3连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J1、J2、J3依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P4、P5、P6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4栅极，集电极，发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J4、J5、J6依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4n栅极、集电极、发射极；IGBT模块H桥逆变器桥臂A管组、C管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第一组滤波薄膜电容C1，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极互连导线串入磁环E1为电感L1接到直流母线第一层的一块铜板，直流母线第一层的一块铜板连接阻抗匹配变压器T电感TL1的一端，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q3n发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第二组滤波薄膜电容C2，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极与IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极互连导线串入磁环E1为电感L2接到直流母线第一层的一块铜板，电感L2与电感L1导线反向串入磁环E1，阻抗匹配变压器T电感TL1另一端连接电容C0一端，阻抗匹配变压器T电感TL2与感应炉谐振电感L、谐振电容C串联相接，并且穿入电流互感取样磁环电感il，阻抗匹配变压器T电感TL2两端作为逆变器输出电压测量接口，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却进水管、电感TL1进水管、电感TL2进水管连接水冷式冷水机组的出水管，阻抗匹配变压器T铁氧体磁芯冷却出水管、电感TL1出水管、电感TL2出水管连接水冷式冷水机组的进水管，谐振电容C0水箱进水管连接水冷式冷水机组的出水管，谐振电容C0水箱出水管连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组、D的管组散热板分别装配两个冷水盒，两个冷水盒进水管分别连接水冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接水冷式冷水机组的进水管，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极连接铜排，IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极连接铜排，两块铜排绝缘层分隔叠合，两块铜排之间连接第三组滤波薄膜电容C3，IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q2发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮树成，
申请(专利权)人：阮树成，
类型：新型
国别省市：浙江,33