感应炉的变频控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及工业电炉，具体涉及是一种有芯感应炉的变频控制装置和一种无芯感应炉的变频控制装置，至少包括感应体、单相变压器，其特征是：单相变压器初级线圈之间包括一个中心抽头（ｏ），单相变压器初级两端和中心抽头（ｏ）与二只逆变器件电连接构成逆变变频控制电路，逆变变频控制电路与感应体磁感应连接。整个装置结构简单，成本低，节约电能，操作方便，故障率低，减少谐波污染。软起动不需要有触点开关及其延时保护开关。实现功率无级调节，与起熔、熔化、保温等阶段所需功率能达到最佳配合，广泛用于冶金、铸造、热处理行业。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业电炉，具体涉及是一种有芯感应炉的变频控制装 置和一种无芯感应炉的变频控制装置。
技术介绍
有芯感应炉采用三相工频供电。三相自耦调压器是为了实现其运行过 程中起熔、熔化、保温等阶段的不同功率要求。感应炉是一个单相大功率 负载，为了保证三相供电平衡，需增设平衡电容器和平衡电抗器，当然也 可以采用其他方式，确保三相平衡。如T型变压器接法、V型变压器接 法等，但是平衡效果均不如平衡电容器和电抗器方式好。有芯感应炉的加热原理与单相降压变压器原理相似，有芯感应炉的加 热部件感应体实质就是一台单相变压器。感应体线圈相当于单相变压器的 初级套装在铁芯柱上，熔沟相当于单相变压器的次级是一个被加热金属的 圆环，由耐火材料封闭，同心的安装在同一个铁芯柱上，在感应体线圈两 端，通以工频交流电二次线圈"1溶沟中产生感应电势，在该电势的作用下， 形成了强大的短路电流，使熔沟加热直至熔化。我国早期的有芯感应炉的感应体大多是单熔沟结构，而喷流型感应体 技术目前也已经开始大量采用。上述单熔沟或喷流型电气运行模式一般都采用由三相自耦调压器调 节功率，平衡电容器和平衡电抗器，保证三相供电平衡，这种运行模式虽 已成熟可靠，但也存在着不足。1、 三相调压器、平衡电抗器和平衡电容器及多级调压接触器，使电 气控制柜体积庞大，调压器和电抗器的铜与矽钢片使用多，价格昂贵。2、 调压器和电抗器本身电耗大。3、 三相调压器是多抽头变压器，调压过程的电压变化属于阶梯变化， 很难保证熔化与保温过程所需功率的最佳匹配，而阶梯性的功率调节也使 起熔过程更加缓慢，有时为了起熔过程的平稳需另配备感应调压器，以求 功率变化连续。4、 有芯感应炉是一种长时间连续运行的用电设备，使用期间不允许故障停机，若故障率太高或故障不能及时排除，将会造成很大的损失，这是和其他感应炉的关键区别，也是电力电子技术应用的难点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构筒单，成本低，节约电能，操作方 便，故障率低，谐波污染小的感应炉的变频控制装置。为了克服现有技术的不足，本技术的技术方案是感应炉的变频 控制装置，至少包括感应体、单相变压器，其特征是单相变压器初级线 圈之间包括一个中心抽头0,单相变压器初级两端和中心抽头O与二只逆 变器件电连接构成逆变变频控制电路，逆变变频控制电路与感应体磁感应 连接》所述的单相变压器初级两端分别与中心抽头O之间电抗相等。 所述的初级两端分别与中心抽头O之间除保证二段的匝数相等外还须保证与起头a和尾头b之间的几何及电气性能的对称性。所述的逆变变频控制电路的逆变元件是半控器件或全控器件L V2。 所述的逆变变频电路包括两只晶闸管Kid和KK2，四只二极管ZD2、ZD3、 ZD4、 ZD5,电抗器Ldl、 L d2和电容器C2;晶闸管KK,和二极管 串联与感应体起头a连接，晶闸管KK2和二极管ZD2串联与尾头b连接，二个晶闸管的阴极通过电抗器Ld2与整流电源负极连接。所述的全控器件Vt的集电极、二极管"的另一端与线圈起头a电连接； 全控器件V2的集电极、二极管D2的另一端与线圈尾头b电连接；全控器 件K和V2的栅极与控制器相接。所述的单相变压器初级线圈套装在铁芯柱上，单相变压器的次级线圈 是被加热金属的圆环，由耐火材料封闭，初级线圈和次级线圈同心的安装 在同一个铁芯柱上。所述的单相变压器初级线圈套装在铁芯柱上，单相变压器的次级线圈 两端与负载电连接。本技术由于在单相变压器初级引出一个中心抽头，单相变压器初 级和初级线圈之间引出的中心抽头与变频控制电路电连接。因此只要控制 逆变管的通导频率即可实现功率调节的功能。因而带来如下特点1、不需要三相调压器，只要控制逆变管的通导频率即可实现功率调 节的功能。2、 省掉为三相平衡必须设置的电抗器和电容器。3、 软起动不需要有触点开关及其延时保护开关。4、 逆变器件仅用二组，使可靠性增加。5、 采用他激逆变，控制电路简单，也使故障率降低。6、 整流环节的全导通，提高了系统的功率因数，并减少了谐波污染。7、 由于整个电气系统采用电力电子技术，更容易实现自动化控制， 采用变频调功，可实现功率无级调节，与起熔、熔化、保温等阶段所需功 率能达到最佳配合，可大大降低电耗。广泛适用于冶金、铸造、热处理等行业。以下结合附图对本技术实施例作进一步说明。附图说明图1是实施例1变频有芯感应炉电气原理图2是实施例2变频有芯感应炉全控器件电气原理图3是实施例3变频无芯感应炉电气原理图。图中- A、 B、 C、三相电源端；KP1-3、晶闸管；L^、 Ld2、滤波电抗 器；Cl、 G、滤波电容器；Dp D2、 二极管；a、起头；b、尾头；0、中心 抽头；G、带中心抽头的感应体；ZDp ZD2、 ZD3、 ZD4、 ZD5、 二极管； V,、 V2、全控器件；KK,、 KK2、晶闸管；U、熔沟。具体实施方式实施例l参照图l所示，它是变频有芯感应炉电气原理图，它的三相交流电源的三相电源端A、 B、 C分别与串联连接的三只晶闸管与三只整流二极管串联连接点相联接。三只整流二极管的负端相联接，三只晶闸管 的正端相联接。三只整流二极管的联接点分别通过一只二极管形成两个支 路与感应体或单相变压器两初级端电连接。三只晶闸管的另 一端连接点通过LC滤波后与感应体或单相变压器初级端之间的中心抽头电连接。图1中采用半控桥整流主要不是为了调压，而是为了实现软起动和保 护的功能。正常工作时，晶闸管KP1-KP3完全开通，相当于二极管，从而 可以减少谐波，滤波电抗器Ld主要作用是短路保护，所以容量较小，而 滤波电容器d起电源稳压作用，必须足够大。图l中的虚线框内是逆变电路，为典型的带中心抽头变压器的电压型 单相逆变电路，又称推挽式逆变变频电路。G为带中心抽头的感应体，a 为起头，b为尾头，o为中心抽头，对于相同容量的感应体G不必改变铁芯的截面和熔沟"的尺寸，仅仅从感应体G的线圈ab头之间引出中心抽 头o点，这里除保证a到o和b到o的匝数相同外还必须保证o点是ab 间的几何和电气性能的对称中心。抽头o与整流电源正极连接。与带中心抽头变压器电连接的变频电路包括两只晶闸管KKl和KK2， 四只二极管ZD2、 ZE>3、 ZD4、 ZD5，电抗器Ld2、 Ld和电容器C2。晶闸管 KKl和二极管ZDt串联与感应体a头连接，晶闸管KK2和二极管ZD2串联与b头连接，二个晶闸管的阴极通过电抗器Ld2与整流电源负极连接。电容器C2为强迫换流电容，当晶闸管KK,开通时，在oa间有电流通过，而 在控制电路的控制下，当KK2晶闸管开通时，由于C2的充放电作用迫使 KK,关断，实现在O和b之间的电流通过，从而在熔沟U中感应出交流电 势，形成强大的短路电流完成感应加热的目的，二极管ZDt和ZD2是防止 电容器C2向感应体放电，而二极管ZD2和ZD3是为无功电流提供通路， 电抗器Ld2和电容器C2组成LC电路，控制二只晶闸管的换流时间，其容 量很小。Zm为续流二极管。在控制电路的作用下，二只晶闸管KKt和KK2 按一定的频率轮流导通和关断，可实现调频的功能，从而达到调功的目地。 实施例2如图2所示，它是一种变频有芯感应炉全控器件装置，全控 器件逆变变频感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
感应炉的变频控制装置，至少包括感应体、单相变压器，其特征是：单相变压器初级线圈之间包括一个中心抽头（ｏ），单相变压器初级两端和中心抽头（ｏ）与二只逆变器件电连接构成逆变变频控制电路，逆变变频控制电路与感应体磁感应连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑扶才，周挺，
申请(专利权)人：西安诚瑞科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]