具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备制造技术

本实用新型专利技术涉及电力电子技术，具体是一种具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备。包括高频三电平整流器、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信号驱动H桥逆变器，四个桥臂IGBT模块交替移相功耗均衡相等，输出功率磁环双电感共扼抑制环流冲击，风冷热交换水箱出水管经水泵、控制阀循环冷却高频三电平整流模块、H桥IGBT模块、阻抗匹配变压器、感应炉谐振电感、谐振电容，保障热处理运行高效节能、安全、可靠，风冷机组不耗水，满足使用技术要求。本实用新型专利技术适用于高功率因数校正抑制谐波防护电网供电品质，无线传输激光引导红外测温控制热处理节水生产。

High frequency three level rectifying heat treatment equipment with wind cooling unit

The utility model relates to the power electronics technology, in particular to a high frequency three level rectifier heat treatment equipment with a wind cooling unit. Including three level rectifier, high frequency 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 alternating phase two pulse width modulation PWM1, PWM2 signal driven H bridge inverter, four bridge arm IGBT power module alternating phase equilibrium is equal to the output power ring double inductive conjugate restraining circulation impact, wind heat exchange water tank outlet pipe through the water pump control valve, cooling high-frequency three level rectifier module, IGBT module, H bridge impedance matching transformer, resonant induction furnace inductor, resonant capacitor protection, heat treatment operation of high efficiency and energy saving, safe and reliable, does not meet the water consumption of air-cooled units, the use of technology request. The utility model is suitable for high power factor correction, restraining harmonic protection, power supply quality, wireless transmission, laser guided infrared temperature measurement, heat treatment and water-saving production.

【技术实现步骤摘要】
具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备
本技术涉及电力电子技术，具体是一种具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备。
技术介绍
热处理设备电源整流器由二极管或晶闸管构成，由于热处理耗电功率大，工作时除了消耗大量有功电力，整流器产生的谐波电流致使输入波形严重畸变，功率因数降低，导致无功功率大量损失，损害电网供电质量。谐波造成电力电网环境的污染和电能的浪费，成为公害。现有技术热处理设备的逆变器IGBT模块功率容量不足，常用并联IGBT模块增大输出功率，但是，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，存在移相桥臂开关时间变化器件损耗小，而固定桥臂开关时间不变器件损耗大，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。工业用水冷却热处理设备，冷却塔冷水进、热水出热交换，耗水量是非常大的。而且，没有制冷系统的热交换，冷却塔体积庞大，占用机房位置太笨。
技术实现思路
本技术的目的是提供高频三电平整流高功率因数校正、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，激光束引导红外精准测温、无线数据传输，制冷强制冷却不耗水的一种具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备。本技术的技术解决方案：包括高频三电平整流器由控制板、IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6，二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8、VD9、VD10、VD11、VD12、滤波薄膜电容C1、C2，其中，三相交流电源经交流接触器触点连接，相序之间连接电容Ca、Cb、Cc，三相交流电源的相线分别穿入互感磁环Fa，Fb、FC，磁环电感分别连接到控制板三相交流电压取样端A、B、C，三相交流电源的Ua相经电感La连接到二极管VD1阳极与二极管VD2阴极串联相接的中点，二极管VD1阴极接IGBT模块QT1集电极，二极管VD2阳极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD8阴极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD7阳极接IGBT模块QT1集电极，三相交流电源的Ub相经电感Lb连接到二极管VD3阳极与二极管VD4阴极串联相接的中点，二极管VD3阴极接IGBT模块QT2集电极，二极管VD4阳极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD10阴极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD9阳极接IGBT模块QT2集电极，三相交流电源的Uc相经电感Lc连接到二极管VD5阳极与二极管VD6阴极串联相接的中点，二极管VD5阴极接IGBT模块QT3集电极，二极管VD6阳极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD12阴极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD11阳极接IGBT模块QT3集电极，高频三电平整流器控制板输出六路SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6依次分别连接IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6栅极，二极管VD7、VD9、VD11阴极分别连接一层母线，并连接滤波薄膜电容C1一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的正端，直流电压取样信号DCB连接控制板DCIN端，二极管VD8、VD10、VD12阳极分别连接另一层母线，并连接滤波薄膜电容C2一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的负端，并且接地，IGBT模块QT1、QT2、QT3发射极与QT4、QT5、QT6集电极互连，并与滤波薄膜电容C1、C2另一端连接，IGBT模块、二极管散热板水盒注入冷水循环冷却；数字信号处理控制板的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，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风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接风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C3，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C4，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进水管连接风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出水管连接风冷式冷水机组的进水管，谐振电容C0水箱进水管连接风冷式冷水机组的出水管，谐振电容C0水箱出水管连接风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风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接风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C5，IGBT模块H桥逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备，包括三相交流电源、交流接触器，其特征在于：还包括高频三电平整流器由控制板、IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6，二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8、VD9、VD10、VD11、VD12、滤波薄膜电容C1、C2，其中，三相交流电源经交流接触器触点连接，相序之间连接电容Ca、Cb、Cc，三相交流电源的相线分别穿入互感磁环Fa，Fb、FC，磁环电感分别连接到控制板三相交流电压取样端A、B、C，三相交流电源的Ua相经电感La连接到二极管VD1阳极与二极管VD2阴极串联相接的中点，二极管VD1阴极接IGBT模块QT1集电极，二极管VD2阳极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD8阴极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD7阳极接IGBT模块QT1集电极，三相交流电源的Ub相经电感Lb连接到二极管VD3阳极与二极管VD4阴极串联相接的中点，二极管VD3阴极接IGBT模块QT2集电极，二极管VD4阳极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD10阴极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD9阳极接IGBT模块QT2集电极，三相交流电源的Uc相经电感Lc连接到二极管VD5阳极与二极管VD6阴极串联相接的中点，二极管VD5阴极接IGBT模块QT3集电极，二极管VD6阳极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD12阴极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD11阳极接IGBT模块QT3集电极，高频三电平整流器控制板输出六路SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6依次分别连接IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6栅极，二极管VD7、VD9、VD11阴极分别连接一层母线，并连接滤波薄膜电容C1一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的正端，直流电压取样信号DCB连接控制板DCIN端，二极管VD8、VD10、VD12阳极分别连接另一层母线，并连接滤波薄膜电容C2一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的负端，并且接地，IGBT模块QT1、QT2、QT3发射极与QT4、QT5、QT6集电极互连，并与滤波薄膜电容C1、C2另一端连接，IGBT模块、二极管散热板水盒注入冷水循环冷却；数字信号处理控制板由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模块斜对角导通、截止，零功率软启动，超前、滞后交替移相开关时间相等功耗均衡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风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接风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C3，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C4，IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极与IGBT模块...

【技术特征摘要】
1.一种具有风冷却机组的高频三电平整流热处理设备，包括三相交流电源、交流接触器，其特征在于：还包括高频三电平整流器由控制板、IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6，二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8、VD9、VD10、VD11、VD12、滤波薄膜电容C1、C2，其中，三相交流电源经交流接触器触点连接，相序之间连接电容Ca、Cb、Cc，三相交流电源的相线分别穿入互感磁环Fa，Fb、FC，磁环电感分别连接到控制板三相交流电压取样端A、B、C，三相交流电源的Ua相经电感La连接到二极管VD1阳极与二极管VD2阴极串联相接的中点，二极管VD1阴极接IGBT模块QT1集电极，二极管VD2阳极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD8阴极接IGBT模块QT4发射极，二极管VD7阳极接IGBT模块QT1集电极，三相交流电源的Ub相经电感Lb连接到二极管VD3阳极与二极管VD4阴极串联相接的中点，二极管VD3阴极接IGBT模块QT2集电极，二极管VD4阳极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD10阴极接IGBT模块QT5发射极，二极管VD9阳极接IGBT模块QT2集电极，三相交流电源的Uc相经电感Lc连接到二极管VD5阳极与二极管VD6阴极串联相接的中点，二极管VD5阴极接IGBT模块QT3集电极，二极管VD6阳极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD12阴极接IGBT模块QT6发射极，二极管VD11阳极接IGBT模块QT3集电极，高频三电平整流器控制板输出六路SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6依次分别连接IGBT模块QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6栅极，二极管VD7、VD9、VD11阴极分别连接一层母线，并连接滤波薄膜电容C1一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的正端，直流电压取样信号DCB连接控制板DCIN端，二极管VD8、VD10、VD12阳极分别连接另一层母线，并连接滤波薄膜电容C2一端，作为高频三电平整流器直流输出电压的负端，并且接地，IGBT模块QT1、QT2、QT3发射极与QT4、QT5、QT6集电极互连，并与滤波薄膜电容C1、C2另一端连接，IGBT模块、二极管散热板水盒注入冷水循环冷却；数字信号处理控制板由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模块斜对角导通、截止，零功率软启动，超前、滞后交替移相开关时间相等功耗均衡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风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管分别连接风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C3，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C4，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...

【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