本发明专利技术公开发表一种对异形工件电磁加热的装置，包括矩阵式线圈，耐高温线圈保温层，耐高温涂层，电流表，电源控制器，PCB板，金属散热片，PCB支撑架，屏蔽箱，按键控制器；PCB板依靠PCB支撑架固定在屏蔽箱之中避免外界对PCB板的电磁干扰，PCB板下层装有金属散热片，用来对易发热电子元器件如整流桥和IGBT进行降温，以保证装置的工作效率，线圈保温层包裹矩阵式加热线圈，保温层为柔软材料，保温层与金属工件之间紧密贴合，可以对不同大小的工件进行覆盖加热。本发明专利技术应用在对金属工件感应加热之中，解决了升温速度慢、对大型工件不能加热的问题，具有能量利用率高、无污染、适用性强、加热均匀性好的特点。均匀性好的特点。均匀性好的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种对异形工件电磁加热的装置
[0001]本专利技术涉及一种对异形工件电磁加热的装置，属于电磁加热领域。
技术介绍
[0002]传统的热处理加热方式主要有燃烧加热、电阻加热、电磁加热这几种方式。
[0003]可燃物燃烧加热主要是以煤炭和天然气等不可再生资源燃烧进行工业和民用热处理，直接燃烧的方式能量利用率低，同时燃烧工作环境恶劣，排放的燃烧废气极大的污染了我们的生活环境，且燃烧过程难以精准控制。
[0004]电阻式加热作为电气时代的产物，在一定程度上缓解了燃烧时废气对空气的污染，但电阻式加热往往是通过电能生热之后热传导的方式进行工件加热，能量利用率往往不高。
[0005]电磁感应加热技术因其加热速度快、能耗低、绿色环保等特点被广泛应用在工业领域，但由于工件尺寸的问题较大的工件对加热线圈的直径有较高的要求，而且同一设备对不同线圈的匹配度不同，会导致加热效率降低，金属尺寸较大加热过程中会导致温度不均匀。
[0006]为此我们设计一种对异形工件电磁加热的装置来解决上述问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术旨在提供一种对异形工件电磁加热的装置，利用电磁感应技术快速加热金属工件，减少加热时间，提高工作效率，保证温度均匀性、减轻整机质量。
[0008]一种对异形工件电磁加热的装置，其特征在于：矩阵式线圈，耐高温线圈保温层，耐高温涂层，电流表，电源控制器，PCB板，金属散热片，PCB支撑架，屏蔽箱，按键控制器；所述矩阵式线圈主要由一整块回字形柔性线圈和外部保温层构成，线圈和保温层可弯曲成任意形状，以应对不同金属件的加热，保温层也能减少温度场热量的损耗。所述矩阵线圈通过串联的方式与电源控制器连接和电容电感组成谐振电路，最大限度利用电能对金属工件进行加热。
[0009]优选的，所述耐高温涂层为热塑性聚合物涂层，主要材料包括聚四氟乙烯，硅树脂涂层，聚酰亚胺涂层等。
[0010]优选的，PCB加热板由两个支架所固定在屏蔽箱内，与箱底部垂直距离有70mm用来装金属散热片，散热片外形为扁平的矩形，一侧带有许多散热片或散热鳍片，以增加其表面积，提高散热效果。
[0011]优选的，对工件进行工作时，屏蔽箱关闭，通过内嵌在箱子表面的电源控制器和电流表对加热过程进行控制，防止外界电磁的电磁干扰。
[0012]电磁加热器采用电磁加热原理，对线圈进行交流供电，实现高效的加热，并通过耐高温保温层提高加热面积，实现均匀加热。
[0013]本专利技术在耐高温线圈保温层存在固定架，在保证移动的过程中矩形线圈不会发生
位置偏移，保证了温度场的均匀性和加热效率。
[0014]优选的，对工件完成加热工作后只需断开电源，将对矩形线圈折叠放入收纳袋即可完成整备工作，相比于传统电磁加热设备更加轻便，便于携带。
[0015]本专利技术提供了上述一种对异形工件电磁解热的装置的使用方法，包括以下步骤：首先，将矩形线圈铺在需要加热的工件表面，确保工件与线圈之间没有杂物，然后，启动电源控制器，通过导线对矩阵式线圈通入一定强度、频率的高频交流电，线圈周围产生磁场，工件表面进行切割磁感线运动进而在内部产生感应电动势和涡流，在电流的热效应作用下产生焦耳热，，在一定时间、温度、完成金属工件的加热作业。
[0016]优选的，加热装置接入220V市电，在市电中存在高频干扰信号，这些信号可能干扰其他电子设备的正常运行，并对整个系统的可靠性产生负面影响，经过EMI滤波电路能够将市电中的高频噪声信号能够较好的去除。保证装置的可靠性和稳定性。
[0017]优选的，经过EMI滤波网络得到纯净的交流电，再接入整流桥电路，将交流电转变为直流电，为逆变电路提供稳定的电压输入。
[0018]优选的，逆变电路为加热装置提供高频交流电，逆变电路选用的是半桥逆变电路，单片机发送一对互补的PWM波对半桥逆变电路进行有规律的导通和关断，实现将直流电变成加热装置的高频交流电。
[0019]优选的，在电路设计中对半桥逆变电路的IGBT进行保护，瞬态过电压的产生主要是由于引线电感和IGBT器件中寄生电感的存在，抑制瞬时过电压的方法主要是在主电路中设置阻容吸收电路，即缓冲电路。
[0020]本专利技术的有益效果：(1)本专利技术将电磁感应加热技术应用在大型金属工件中，相比传统的电热丝加热方式，从根本上解决了升温速度慢、电热丝承受压力导致易断丝的问题，提高了设备稳定性，同时也具有能源利用率高、无污染、使用寿命长等优点。
[0021](2)本专利技术线圈为矩阵式线圈结构。根据电磁感应原理，对于无论圆形单线圈还是矩形单线圈，都存在加热不均匀、温差较大的问题，本专利技术矩阵线圈外侧包有耐高温线圈保温层，能保证温度场温度的均匀性和减少热量的损失。
[0022](3)本专利技术的矩形线圈和耐高温线圈保温层之间紧密相连，在传热途径上促进温度的均匀分布，减少热量的损失。
[0023](4)本专利技术屏蔽箱内的PCB板由PCB支撑架固定在距离箱底部70mm的位置，从而保证了PCB板位置的稳定性，在这70mm的空间中装由金属散热片来对易发热电子元器件进行散热，从而保证加热的效率。
[0024](5)本专利技术在屏蔽箱侧边装有锁扣和拉手，在运输的过程中方便搬运。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的加热线圈和耐高温线圈保温层示意图；
[0026]图2为本专利技术的结构示意图；
[0027]图3为本专利技术的结构原理图；
[0028]图中：1、电流表；2、PCB板；3、耐高温线圈保温层；4、矩阵线圈；5、电源控制器；6、PCB支撑架；7、屏蔽箱；8、按键控制器；9、金属散热片；10、硬质塑料管。
具体实施方式
[0029]下面结合本专利技术实例中的附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，皆属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参见图3，本专利技术设计了一种对异形工件电磁加热的装置，所述电路设计包括：
[0031]加热装置接入220V市电，在市电中存在高频干扰信号，这些信号可能干扰其他电子设备的正常运行，并对整个系统的可靠性产生负面影响，经过EMI滤波电路能够将市电中的高频噪声信号能够较好的去除。保证装置的可靠性和稳定性。
[0032]经过EMI滤波网络得到纯净的交流电，再接入整流桥电路，将交流电转变为直流电，为逆变电路提供稳定的电压输入。
[0033]逆变电路为加热装置提供高频交流电，逆变电路选用的是半桥逆变电路，单片机发送一对互补的PWM波对半桥逆变电路进行有规律的导通和关断，实现将直流电变成加热装置的高频交流电。
[0034]在电路设计中对半桥逆变电路的IGBT进行保护，瞬态过电压的产生主要是由于引线电感和IGBT器件中寄生电感的存在，抑制瞬时过电压的方法主要是在主电路中设置阻容吸收电路，即缓冲电路。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对异形工件电磁加热的装置，其特征在于：包括以下步骤：S1、矩阵式线圈，耐高温线圈保温层，耐高温涂层，电流表，电源控制器，PCB板，金属散热片，PCB支撑架，屏蔽箱，按键控制器；S2、所述矩阵式线圈主要由一整块回字形柔性线圈和外部保温层构成，线圈和保温层可弯曲成任意形状，以应对不同金属件的加热，保温层也能减少温度场热量的损耗。S3、所述矩阵线圈通过串联的方式与电源控制器连接和电容电感组成谐振电路，最大限度利用电能对金属工件进行加热。S4、PCB加热板由两个支架所固定在屏蔽箱内，与箱底部垂直距离有70mm用来装金属散热片，散热片外形为扁平的矩形，一侧带有许多散热片或散热鳍片，以增加其表面积，提高散热效果。S5、支撑架大小要与PCB板的宽度相符，便于固定安装，形状呈几字形，将PCB板支撑在屏蔽箱内部。S6、根据权利要求1所述的一种对异形工件电磁加热的装置其特征在于：所述耐高温涂层为热塑性聚合物涂层，主要材料包括聚四氟乙烯，硅树脂涂层，聚酰亚胺涂层等。S7、屏蔽...
【专利技术属性】
技术研发人员：于智龙，吴万超，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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