适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统技术方案

适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，包括直流电源模块、水冷电缆和处理单元，直流电源模块上设有三相电输入端子以及正输出端子和负输出端子，直流电源模块包括滤波器、二极管桥式整流器、LC滤波电路、IGBT占空比调节模块、变压器和MOS管，滤波器的信号输入端连接三相电输入端子，滤波器的信号输出端连接二极管桥式整流器的信号输入端，二极管桥式整流器的信号输出端连接LC滤波电路的信号输入端，LC滤波电路的信号输出端连接IGBT占空比调节模块的信号输入端，IGBT占空比调节模块的信号输出端连接变压器的原边，MOS管的漏极和源极分别连接正输出端子和负输出端子。本实用新型专利技术所述系统，稳定性高，降低能耗，通过人造金刚石合成过程中的稳定性。

Heating system for six face hydraulic equipment of artificial diamond

Suitable for heating system of top hydraulic equipment on six sides of the diamond, which comprises a DC power supply module, water-cooled cable and a processing unit, a three-phase power input terminal of DC power supply module and a positive output terminal and a negative output terminal, a DC power supply module includes a diode bridge rectifier, filter, LC filter circuit, IGBT duty cycle adjustment module, transformer and the MOS tube, signal input filter connected three-phase power input terminal, signal output end of the filter is connected with a signal input end of the signal diode bridge rectifier, diode bridge rectifier output LC filter circuit connected with a signal input end signal output LC filter circuit connected IGBT duty cycle signal input end of the control module IGBT, accounting for the primary air ratio signal adjustment module output end is connected with the transformer, MOS tube drain and source are connected The positive output terminal and the negative output terminal. The system of the utility model has high stability, reduced energy consumption, and through the stability of synthetic diamond synthesis process.

【技术实现步骤摘要】
适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统
本技术属于人造金刚石生产设备领域，尤其涉及一种适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统。
技术介绍
人造金刚石六面顶压机是生产金刚石的专用设备，工作过程为：将主要原料为石墨的合成块放入由六个顶锤构成的正方体空腔内，高压油泵驱动顶锤产生高压力对合成块进行挤压，同时从合成块的两个电极通入大电流，靠石墨材料体电阻的电热效应产生高温以加热。目前是利用干式变压器的工频交流加热电源对合成块进行加热，并使用超大截面积（1000平方毫米以上）的大电流铜编织线进行电流传导。现有供电方式的不足之处在于：1、干式变压器的有效利用率比较低，一般为50%～60%，功率损耗极大。2、交流供电稳定性差，且属于外置设备，在使用过程中存在安全隐患。3、干式变压器一次电源是两相380V，安装时搭配有误就容易造成三相不平衡，会因三相电流偏差太大而使电器元件损坏，特别是对于周期较长的合成压机，其不稳定性、电能的消耗和损失就更大了。4、大电流铜编织线损耗较高，一般在10%左右，另外铜编线体积大、成本高，同样属于外置设备，在复杂的工作环境下，很容易污染、氧化，造成电阻变大，从而加大电能损失。
技术实现思路
本技术旨在提供一种结构简单，使用效果好的适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统。为解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案：适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，包括直流电源模块、水冷电缆和处理单元，直流电源模块上设有三相电输入端子以及与水冷电缆连接的正输出端子和负输出端子，直流电源模块包括滤波器、二极管桥式整流器、LC滤波电路、IGBT占空比调节模块、变压器和MOS管，滤波器的信号输入端连接三相电输入端子，滤波器的信号输出端连接二极管桥式整流器的信号输入端，二极管桥式整流器的信号输出端连接LC滤波电路的信号输入端，LC滤波电路的信号输出端连接IGBT占空比调节模块的信号输入端，IGBT占空比调节模块的信号输出端连接变压器的原边，IGBT占空比调节模块的信号输出端还连接处理单元的信号输入端，变压器的副边连接MOS管的栅极，MOS管的漏极和源极分别连接正输出端子和负输出端子。处理单元包括控制器、电流传感器和显示电路，电流传感器采集从IGBT占空比调节模块的信号输出端输出的电流信号，并将采集到的进入到变频器原边的电流信号传输到控制器，控制器输出信号到显示电路。处理单元还包括电压传感器，电压传感器采集从二极管桥式整流器的信号输出端的电压信号，并将采集到的电压信号传输到控制器。滤波器为EMI滤波器。LC滤波电路包括第一电感和电容，第一电感连接于二极管桥式整流器和IGBT占空比调节模块之间，电容与第一电感并联。IGBT占空比调节模块和变频器之间串联有第二电感。所述水冷电缆包括导线和套设于导线外侧的套管，套管包括内管和套设于内管外侧的外管，内管为无碳层。导线端部连接有电极，电极与外管之间通过两个卡箍连接。通过以上技术方案，本技术的有益效果为：本技术提供的适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，包括直流电源模块和水冷电缆；直流电源模块有效利用率高，供电稳定性好，；水冷电缆属于全密封的大电流传输装置，冷却效果好，电能传输效率高，工作稳定。附图说明图1为本技术原理图；图2为水冷电缆结构示意图。具体实施方式适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，如图1~2所示，包括直流电源模块、水冷电缆和处理单元ICU，直流电源模块上设有三相电输入端子（J1、J2、J3）以及与水冷电缆连接的正输出端子（J4）和负输出端子（J5）。直流电源模块包括滤波器LB、二极管桥式整流器DQ、LC滤波电路、IGBT占空比调节模块TZ、变压器B和MOS管Q1。其中，处理单元ICU包括控制器、电流传感器、电压传感器和显示电路。滤波器LB为EMI滤波器LB，滤波器LB的信号输入端连接三相电输入端子（J1、J2、J3），一次电源两相交流380V与三相电输入端子（J1、J2、J3）连接，从而将电能接入到系统中，从三相电输入端子（J1、J2、J3）进入的三相交流电首先进入滤波器LB，滤波器LB具有较高的抗干扰能力，可以有效的排除干扰信号，经滤波处理后的三相交流电，进入二极管桥式整流器DQ。滤波器LB的信号输出端连接二极管桥式整流器DQ的信号输入端，二极管桥式整流器DQ将交流电转变为直流电，该整流方式对输入正弦波的利用效率比常见的半波整流方式高一倍，大大降低了电能损耗，经整流后得到直流电。电压传感器采集从二极管桥式整流器DQ出来的电信号的电压信号，并将采集到的电压信号传输到控制器，控制器将接收到的电压信号传输到显示电路，显示电路对电压信号进行显示，显示电路为成熟的现有技术，包括显示屏和显示驱动芯片，控制器输出信号到显示驱动芯片，显示驱动芯片驱动显示屏上信号的显示。二极管桥式整流器DQ的信号输出端连接LC滤波电路的信号输入端，其中，LC滤波电路包括第一电感L1和电容C，第一电感L1连接于二极管桥式整流器DQ和IGBT占空比调节模块TZ之间，电容C与第一电感L1并联。LC滤波电路为无源滤波器LB，可滤除电流中根据傅里叶级数进行分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量的某一次或多次谐波，有助于提高电能质量。LC滤波电路的信号输出端连接IGBT占空比调节模块TZ的信号输入端，经滤波处理的直流电输入IGBT占空比调节模块TZ，得到单相高频交流电；IGBT占空比调节模块TZ是一种功率晶体，运用此种晶体设计可有效提升产品效能，使电源品质好；IGBT占空比调节模块TZ具有更高的功率因数，较高的转换效率，采用模块化结构设计，功率密度高，体积尺寸小，不易被外部环境污染，输出稳定性高。同时，IGBT占空比调节模块TZ为市售产品。IGBT占空比调节模块TZ的信号输出端连接变压器B的原边，IGBT占空比调节模块TZ的信号输出端还连接处理单元ICU的信号输入端。同时，IGBT占空比调节模块TZ和变压器B之间串联有第二电感L2。IGBT占空比调节模块TZ得到的单项高频交流电电压较高，需经变压器B进行降压，降压之前的原边电流输入到处理单元ICU，以便处理单元ICU对原边电流进行实时监测，其中，电流传感器采集从IGBT占空比调节模块TZ的信号输出端输出的电流信号，并将采集到的电流信号传输到单片机，单片机根据接收到的电流信号在显示电路上进行显示。变压器B的副边连接MOS管Q的栅极，MOS管Q的漏极和源极分别连接正输出端子和负输出端子。变压器B将降压之后得到单相高频交流电输入MOS管Q，MOS管Q可对高频单相交流电进行整流与滤波，得到单相高频直流电并输出。三相交流电经过直流电源模块处理后，直流电源的有效利用率在80%～90%，且改直流供电后，供电稳定性大大提高。市电经直流电源模块处理后，转换成为稳定的直流电，直流电经过水冷电缆连接到合成块的两个加热电极上，从而给合成块持续、稳定的供电加热。其中，水冷电缆包括导线1和套设于导线1外侧的套管，套管包括内管2和套设于内管2外侧的外管3，其中内管2为无碳层，可提高绝缘性；外管3为耐高温、油污污染的橡胶，因水冷电缆长期浸在水中，使用环境恶劣，但是对恶劣环境的抵御能力强，在该环境下使用，抗老化性能好，不易老化，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，其特征在于：包括直流电源模块、水冷电缆和处理单元，直流电源模块上设有三相电输入端子以及与水冷电缆连接的正输出端子和负输出端子，直流电源模块包括滤波器、二极管桥式整流器、LC滤波电路、IGBT占空比调节模块、变压器和MOS管，滤波器的信号输入端连接三相电输入端子，滤波器的信号输出端连接二极管桥式整流器的信号输入端，二极管桥式整流器的信号输出端连接LC滤波电路的信号输入端，LC滤波电路的信号输出端连接IGBT占空比调节模块的信号输入端，IGBT占空比调节模块的信号输出端连接变压器的原边，IGBT占空比调节模块的信号输出端还连接处理单元的信号输入端，变压器的副边连接MOS管的栅极，MOS管的漏极和源极分别连接正输出端子和负输出端子。

【技术特征摘要】
1.适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，其特征在于：包括直流电源模块、水冷电缆和处理单元，直流电源模块上设有三相电输入端子以及与水冷电缆连接的正输出端子和负输出端子，直流电源模块包括滤波器、二极管桥式整流器、LC滤波电路、IGBT占空比调节模块、变压器和MOS管，滤波器的信号输入端连接三相电输入端子，滤波器的信号输出端连接二极管桥式整流器的信号输入端，二极管桥式整流器的信号输出端连接LC滤波电路的信号输入端，LC滤波电路的信号输出端连接IGBT占空比调节模块的信号输入端，IGBT占空比调节模块的信号输出端连接变压器的原边，IGBT占空比调节模块的信号输出端还连接处理单元的信号输入端，变压器的副边连接MOS管的栅极，MOS管的漏极和源极分别连接正输出端子和负输出端子。2.如权利要求1所述的适用于人造金刚石六面顶液压设备的加热系统，其特征在于：处理单元包括控制器、电流传感器和显示电路，电流传感器采集从IGBT占空比调节模块的信号输出端输出的电流信号，并将采集到的进入到变频器原边的电流信号传输到控制器，控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广利，赵波，潘光辉，李伟峰，刘杰，王又义，薛海涛，孙海斌，周西宝，
申请(专利权)人：郑州华晶金刚石股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41