人造金刚石压机加热电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的人造金刚石压机加热电源装置，包括降压变压器和晶闸管，所述变压器的初级直接与电网电源相连，变压的次级接至两组晶闸管移相整流电路的输入端；两组晶闸管移相整流电路反并联输出经短网接到人造金刚石压机的两个电极上，给石墨原料提供加热电源。它可有效地消除单相负载对电网的危害，且无趋肤效应造成电流分布不均的弊端，并能及时解决正负离子迁移积累于电极附近问题。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及人造金刚石压机，具体为人造金刚石压机加热电源装置，属于电力电子
(二)
技术介绍
人造金刚石压机是生产金刚石的专用设备，主要原料为石墨被放置在由四个顶锤顶端构 成的四方体空腔内，高压油泵驱动顶锤产生高压力对石墨材料进行挤压，同时通入大电流， 靠石墨材料体电阻的电热效应产生高温。人造金刚石压机中只有两个电极与石墨材料相连接 ，因此加热电源只能用单相交流或直流供电。目前人造金刚石压机加热电源装置有下列三种 形式1. 单相50Hz、 220V或380V电源经晶闸管移相调压再经工频变压器降压后提供。网侧三 相电流严重不平衡，且网侧谐波电流大，功率因数低，致使电网供电质量变差，供电部门是 不允许的，必须采取其它补偿措施，从而增加了损耗和投资。2. 三相50Hz、 380V电源整流成不可控直流，经逆变装置逆变成中频交流电，逆变过程 同时进行脉宽调制调压，再经中频变压器降压后提供。解决了网侧三相电流不平衡问题，网 侧谐波电流较小，功率因数高，但中频电流趋肤效应严重，通过石墨材料体的电流密度不均 匀，影响金刚石生成的质量与产量。3. 三相50Hz、 380V电源经晶闸管移相调压然后经三相工频变压器降压，最后由二极管 整流成直流提供。解决了网侧三相电流不平衡问题，较单相供电网侧谐波电流要小，功率因 数要高，无电流趋肤效应问题，电流均匀通过石墨材料体，但直流电使得石墨体(含其它材 料)在熔融状态下正负离子分别向负正电极迀移，从而造成腔体内材料成分分布不均匀，同 样影响金刚石生成的质量与产量。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种人造金刚石压机加热电源装置。 它可有效地消除单相负载对电网的危害，且无趋肤效应造成电流分布不均的弊端，并能及时 解决正负离子迀移积累于电极附近问题。本技术的基本构思是人造金刚石压机低频加热电源经三相工频变压器降压，变压 器的次级采用带平衡电抗器的双反星形相控整流电路，通过两组双反星形反并联输出来实现整流、调节电压和变极性的目的。本技术的技术解决方案人造金刚石压机加热电源装置，包括降压变压器和晶闸管 ，其不同之处在于所述变压器的初级直接与电网电源相连，变压器的次级接至两组晶闸管移 相整流电路的输入端；两组晶闸管移相整流电路反并联输出经短网接到人造金刚石压机的两 个电极上，给石墨原料提供加热电源。人造金刚石压机加热电源装置为低电压大电流制，包括三相降压变压器，所述变压器的 初级与三相输入电源相连，变压器的次级每相有两个匝数相同的绕组，接成双反星形电路， 两个星形电路的中点接在一起；两个星形电路分别与两组反并联输出的、且带平衡电抗器的 三相双半波(双反星形)相控整流电路相接，两个星形电路的中点和平衡电抗器的中间端分 别接到人造金刚石压机的两个电极上。所述整流电路包括6个正向整流晶闸管、6个反向整流晶闸管和一个平衡电抗器。为了能 够实现输出电源极性可变，变压器输出每相都接两个反并联的晶闸管，S卩6个正向整流晶闸 管和平衡电抗器组成正向电流双反星形相控整流电路，6个反向整流晶闸管和平衡电抗器组 成反向电流双反星形相控整流电路。当6个正向晶闸管工作，另外6个反向晶闸管必须截止， 此时电源装置向人造金刚石压机腔体电极提供正向电流；当6个反向晶闸管工作，另外6个正 向晶闸管必须截止，此时电源装置向人造金刚石压机腔体电极提供反向电流。上述方案还包括一控制单元，该控制单元输出控制端分别接至两个相控整流电路的控制 端，能够按一定周期切换正反向晶闸管整流电路轮流工作，这样电源装置输出电源的极性按 低频变化。所述控制单元的 一 输入信号端接收用于检测两个人造金刚石压机两电极间工作电压 的电压检测元件的输出信号；另一输入信号端接收用于检测人造金刚石压机加热电源工作电 流的电流检测元件的输出信号。控制单元的作用还有根据电压和电流检测元件输出信号的大 小自动调节晶闸管移相触发角，控制工作电流按工艺要求变化。所述控制单元的输出控制端还与显示和报警单元相连，用于显示电源运行参数。控制单 元的作用还有检测判断故障的产生并输出故障报警信号和及时封锁晶闸管触发脉冲，对电源 进行保护。本技术的优点采用三相电网平衡供电，克服了人造金刚石压机加热体单相供电时 造成网侧三相电流严重不平衡，且网侧谐波电流大，功率因数低，致使电网供电质量变差的 问题；采用低频电流加热，可勿略电流的趋肤效应，石墨材料内电流均匀分布，并及时消除 正负离子迀移在电极附近的积累，有效提高金刚石生成的质量与产量；设置平衡电抗器构成双反星形相控整流电路，较之三相双半波相控整流电路，晶闸管导电时间长，变压器利用率 高，可提高运行效率，降低制造成本。附图说明图l为本技术人造金刚石压机加热电源装置实施例结构示意图，图中T为变压器， TF1 TF6为正向整流晶闸管，TR1 TR6为反向整流晶闸管，LP为平衡电抗器，LT为电流检测 元件，YT为电压检测元件。具体实施方式本技术人造金刚石压机加热电源装置实施例如图l所示，三相50Hz、 380V市电直接 接至三相工频变压器T的初级绕组，变压器T的次级每相有两个匝数相同的绕组，接成双反星 形电路，两个星形电路的中点接在一起(o点)，并接至人造金刚石压机腔体电极的一端。6个 正向整流晶闸管TF1 TF6和平衡电抗器LP组成正向电流双反星形相控整流电路，6个反向整 流晶闸管TR1 TR6和平衡电抗器LP组成反向电流双反星形相控整流电路。变压器T次级的一 个星形电路的u相接至第一正向整流晶闸管TF1的阳极和第一反向整流晶闸管TR1的阴极，v相 接至第三正向整流晶闸管TF3的阳极和第三反向整流晶闸管TR3的阴极，w相接至第五正向整 流晶闸管TF5的阳极和第五反向整流晶闸管TR5的阴极。第一正向整流晶闸管TF1 、第三正向 整流晶闸管TF3、第五正向整流晶闸管TF5的阴极和第一反向整流晶闸管TR1 、第三反向整流 晶闸管TR3、第五反向整流晶闸管TR5的阳极接在一起并与平衡电抗器LP的一输入端相接。变 压器T次级的另 一个反星形电路的-u相接至第四正向整流晶闸管TF4的阳极和第四反向整流晶 闸管TR4的阴极，i相接至正向整流晶闸管第六TF6的阳极和第六反向整流晶闸管TR6的阴极 ，-w相接至第二正向整流晶闸管TF2的阳极和第二反向整流晶闸管TR2的阴极。第二正向整流 晶闸管TF2、第四正向整流晶闸管TF4、第六正向整流晶闸管TF6的阴极和第二反向整流晶闸 管TR2、第四反向整流晶闸管TR4、第六反向整流晶闸管TR6的阳极接在一起并与平衡电抗器 LP的另一输入端相接。平衡电抗器LP的中间输出端接至人造金刚石压机腔体的另一个电极。所述还包括一控制单元，该控制单元输出控制端分别接至两个相控整流电路的控制端， 即控制单元的输出控制端与每个整流晶闸管的控制端相连。控制单元的一输入信号端接收用 于检测两个人造金刚石压机两电极间工作电压的电压检测元件YT的输出信号；另一输入信号 端接收用于检测人造金刚石压机加热电源工作电流的电流检测元件LT的输出信号。控制单元 的输出控制正向整流晶闸管TF1 TF6及反向整流晶闸管TR1 TR6的工作状态，控制单元的另 一路输出接至参数显示和故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
人造金刚石压机加热电源装置，包括降压变压器（Ｔ）和晶闸管，其特征在于：所述变压器（Ｔ）的初级直接与电网电源相连，变压器（Ｔ）的次级接至两组晶闸管移相整流电路的输入端；两组晶闸管移相整流电路反并联输出经短网接到人造金刚石压机的两个电极上，给石墨原料提供加热电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦寿祺，莫金海，何少佳，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]