一种感应加热电源制造技术

实用新型专利技术公开了一种基于全控型器件IGBT电流源型并联负载谐振感应加热电源。属于电气产品领域。它由三相不控整流桥、软开关Buck斩波器及电流源并联谐振逆变器组成。本实用新型专利技术采用了有源无损软开关Buck斩波器作为其斩波功率调节环节。并联谐振逆变器通过定角控制锁相环，实现了零电压开关ZVS，使得整个感应加热装置实现了软开关化，降低了开关损耗，较大地改善了电源的整体效率。本实用新型专利技术可以实现感应加热电源的高频化，大容量化与体积微型化。可以广泛应用于锻造钢坯透热，铸造熔炼，感应钎焊，各类零部件的表面热处理，钢塑材料制造。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高频感应加热电源。
技术介绍
高频感应加热电源在特种钢加工、管材加工、晶体加工、超导体热加工等方面都有很广泛的应用。但现阶段国内高频感应加热电源多采用真空电子管振荡器电源，其它工业发达国家以往也多采用电子管振荡电源实现高频大功率的应用。由于电子管电源具有需要工频升压变压器，电源效率低(60% -70% )，电子管使用寿命短，在使用前需要预热等缺点，随着电力电子技术和固态高频器件SIT、IGBT和Power MOSFET的发展，电子管电源逐步被高频感应加热电源所取代。目前高频感应加热电源的研制已取得长足的进步，但是，随着频率的提高，感应加热的研制又遇到很多问题等待研究，例如如何改善开关器件在高频下的开关环境，使逆变器在现有器件的条件下提高工作频率；如何提高整机的容量，使其朝高频率、大功率的方向发展；针对逆变桥输出功率调节现有的调节方式，如何达到集拓扑简单化、高功率因数等优点于一身等。因此开发高频谐振感应加热电源有极其重要的现实意义。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提出了一种感应加热电源，该感应加热电源能够实现PWM斩波器软开关，减少开关损耗，提高设备的可靠性和使用寿命，能够实现输出谐振电流大，工件建立交流电流速度快，负载适应性强，负载匹配方式灵活。解决传统PWM斩波器开关损耗大，开关反向电压尖峰高，开关寿命短，整个系统容量小，负载适应性差的问题，解决电源的整体效率，实现感应加热电源的高频化，大容量化与体积微型化。为解决上述技术问题，本技术提出的感应加热电源，包括三相不控整流桥、 PWM Buck斩波器及并联谐振逆变器，其特征在于，所述三相不控整流桥整流桥用于对三相工业用电进行整流得到脉动的直流电压，经过滤波后得到平滑的直流电压；所述PWM Buck用于对三相不控整流桥的直流电压进行功率调节，得到可调节的平滑的直流；基于上述技术方案，本技术通过采用有源缓冲软PWM Buck斩波器及电流源并联谐振逆变器，实现了零电压开关ZVS，使得整个感应加热装置实现了软开关化，降低了开关损耗，较大地改善了电源的整体效率。实现了感应加热电源的高频化，大容量化与体积微型化。附图说明图1有源无损缓冲刑软开关Buck斩波器主电路；图2有源无损缓冲型软开关Buck斩波器驱动波形。具体实施方式为了进一步详细地介绍本技术，以下结合附图进行详细的说明。图1为有源无损缓冲型软开关Buck斩波器的主电路。它由三相不控整流桥、软开关Buck斩波器及电流源并联谐振逆变器三部分组成。三相交流输入经三相不控整流桥整流成脉动的直流电压，在经过电容对直流电压平滑滤波后，输出到有源无损软开关Buck斩波器进行斩波功率调节。为减少斩波器输出的直流电流脉动，在谐振逆变器的输入端配置了平波电抗器。逆变器的输入可看成是功率可调的近似恒流源。在逆变器的输出端可得到输出电流为方波，输出电压为近似正弦波的交变电流。交变电流通过“涡流效应”和“邻近效应”，将工件温度升高，实现感应加热的功能。图中VQ—斩波器的主开关，采用IGBTVQx——斩波器的辅助开关，采用MOSFETVTl VT4逆变器主开关VDl VD4 —逆变器的辅助开关，与对应的开关管串联，用于主开关换流期间阻止逆变桥的内部环流。1、现结合图1、图2说明软斩波电路的工作原理请参阅图1及图2，图1为有源无损缓冲刑软开关Buck斩波器主电路；在VQ开通前，先开通VQx，由于电感Lr的作用，VQx 可在零电流下导通。L上的电流k从零线性上升到负载平均电流Itl,此时，VQ两端的电压 UvQ = 0，即Vq零电压导通。VQ导通后，电流逐步转移到VQ上，当该电流达到最大时，VQx 上流过的电流iVQX为最小，接近于零；此时，关断VQX，为近似零电流关断。VQ、关断后，VDr2 导通，电感Lr给电容Cr充电，当U下降到零，VD,2截止，谐振停止，Lr上的储能全部转移到Cr上，其电压u。,逐步上升。当VQ关断时，由于U。，的作用，VDri先导通，为VQ零电流、零电压关断创造了条件。当下降到零时，续流二极管VDf导通，斩波器进入正常的PWM工作模式。2、现结合图1、图2说明逆变器工作原理分析如图1所示，在初始状态，VD2, VT2和VD3, VT4导通，谐振电容C上的电压U。上升。 当上升后回到零附近时，驱动VT1, VT3在零电压下导通，这时4个开关管同时导通，并开始换流，ue维持为零。换流结束后，在零电压下关断VT1, VT3JU Itl通过VD1, VT1和并联谐振负载RLC，VD3, VT3流通。uc反向上升后回到零附近，驱动VT2，VT4在零电压下导通，这时 4个开关管同时导通，并开始换流，uc维持为零。换流结束后，在零电压下关断VT1，VT3，则 I0通过VD2, VT2和并联谐振负载RLC，VD4, VT4流通。逆变器进行下一个周期工作。以上所举仅以方便说明本技术，在不脱离本技术的创作精神范畴内，任何熟知此技术的技术人员所做的任何变相的修饰与变形，仍属于本技术的保护范畴。权利要求1.一种感应加热电源，包括三相不控整流桥、PWM Buck斩波器及并联谐振逆变器，其特征在于，所述三相不控整流桥整流桥用于对三相工业用电进行整流得到脉动的直流电压， 经过滤波后得到平滑的直流电压；所述PWM Buck用于对三相不控整流桥的直流电压进行功率调节，得到可调节的平滑的直流；所述的并联谐振逆变器用于对前级获得的直流进行逆变得到高频的交流供给负载。2.如权利要求1所述的感应加热电源，起特征在于，所述PWMBuck斩波器为非隔离式有源缓冲软PWM BUCK变换器。专利摘要技术公开了一种基于全控型器件IGBT电流源型并联负载谐振感应加热电源。属于电气产品领域。它由三相不控整流桥、软开关Buck斩波器及电流源并联谐振逆变器组成。本技术采用了有源无损软开关Buck斩波器作为其斩波功率调节环节。并联谐振逆变器通过定角控制锁相环，实现了零电压开关ZVS，使得整个感应加热装置实现了软开关化，降低了开关损耗，较大地改善了电源的整体效率。本技术可以实现感应加热电源的高频化，大容量化与体积微型化。可以广泛应用于锻造钢坯透热，铸造熔炼，感应钎焊，各类零部件的表面热处理，钢塑材料制造。文档编号H05B6/04GK202111888SQ20112003554公开日2012年1月11日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日专利技术者王军, 王勇, 王婷婷, 郭霞 申请人:盐城市广庆电器有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种感应加热电源，包括三相不控整流桥、ＰＷＭ　Ｂｕｃｋ斩波器及并联谐振逆变器，其特征在于，所述三相不控整流桥整流桥用于对三相工业用电进行整流得到脉动的直流电压，经过滤波后得到平滑的直流电压；所述ＰＷＭ　Ｂｕｃｋ用于对三相不控整流桥的直流电压进行功率调节，得到可调节的平滑的直流；所述的并联谐振逆变器用于对前级获得的直流进行逆变得到高频的交流供给负载。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，郭霞，王婷婷，王勇，
申请(专利权)人：盐城市广庆电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32