感應加熱器的製作方法
2023-05-21 23:01:21
專利名稱：感應加熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣技術，特別是一種感應加熱器。
背景技術：
感應加熱器，普遍是採用八十年代中後期開發的節能效果顯著的新技術，即採用新型電力電子器件場效應電晶體MOSFET，使裝置全固態化。目前國內外普遍生產使用的全固態頻率感應加熱設備的不足之處1)、輸出頻率一般都在50kHz～1000kHz，屬於高頻範圍，即使有輸出頻率低於50kHz的設備，單機功率一般都在5kW～200kW，只適用於大容量的加熱。2)、工作電壓380V，不適合民用。3)、雖然在電路結構上比電子管簡捷的多，機櫃佔地面積小。但是對於在0.5kW～1kW小容量使用範圍內，用如此櫃式機型，不僅成本高，而且耗能、無法攜帶。4)、雖然能應用於金屬熱處理、淬火、熔煉、焊接等工藝，但是被加熱工件的直徑一般在18mm以上，不適用於直徑小於10mm的工件加熱。目前，有些機械製造業直徑小於10mm的工件加熱仍然採用傳統的電加熱方式，熱效率極低。5)、現有技術採用電晶體技術雖然比電子管可靠得多，但在直徑小於10mm的工件加熱上沒有過流及空載報警輸出信號，工作過程可靠性不強，對加工產品無質量保障。
發明內容
本實用新型的目的是針對現有技術的不足而提供的一種感應加熱器，它輸出頻率為5kHz～35kHZ，工作電壓220V，加熱工件直徑可小於10mm，體積小攜帶方便，過流、空載時有報警信號輸出，節電效果顯著。
本實用新型的目的是這樣實現的一種感應加熱器，它包括整流濾波電路，啟動模塊緩衝電源、啟動保護控制電路、充電振蕩功率驅動電路、放電振蕩功率驅動電路、匹配器、加熱感應圈，整流濾波電路分別連接啟動模塊緩衝電源、充電振蕩功率驅動電路，啟動保護控制電路分別連接啟動模塊緩衝電源、充電振蕩功率驅動電路、放電振蕩功率驅動電路，充電振蕩功率驅動電路與放電振蕩功率驅動電路連接且並聯匹配器，匹配器連接加熱感應圈。
與現有技術相比，本實用新型具有以下特點1)、輸出頻率5kHz～35kHZ。
2)、工作電壓220V，能推廣至民用。
3)、使0.5kW～1kW小容量的應用機型更小，可便攜。
4)、加熱工件的直徑可小於10mm。
5)、線路設計合理，過流、空載時有報警信號輸出，使工作可靠性更強。
6)、節電效果顯著。
圖1為本實用新型結構方框圖圖2為本實用新型具體電路圖圖3為本實用新型應用實例參考圖具體實施方式
參閱圖1，本實用新型包括整流濾波電路7，啟動模塊緩衝電源1、啟動保護控制電路4、充電振蕩功率驅動電路2、放電振蕩功率驅動電路3、匹配器5、加熱感應圈6，整流濾波電路7分別連接啟動模塊緩衝電源1、充電振蕩功率驅動電路2，啟動保護控制電路4分別連接啟動模塊緩衝電源1、充電振蕩功率驅動電路2、放電振蕩功率驅動電路3，充電振蕩功率驅動電路2與放電振蕩功率驅動電路3連接且並聯匹配器5，匹配器5連接加熱感應圈6。
參閱圖2，電源通過整流濾波電路7將交流整流成直流電源提供給充、放電振蕩功率驅動電路2、3、啟動模塊緩衝電源1，啟動模塊緩衝電源1提供給啟動保護控制模塊4電源。當外接的可編程控制器PLC發出啟動信號給啟動保護控制模塊4後，啟動保護控制模塊4同時發給充電振蕩功率驅動電路2、放電振蕩功率驅動電路3一個啟動信號，當充電振蕩功率驅動電路2接到啟動信號後向電容C2充電，使其電路工作，三極體G2n導通，電流通過三極體G2n和三繞組變壓器B2流向匹配器5。由於三極體G2n導通後，放電振蕩功率驅動電路3中的三極體G1n集電極已建立正常工作電壓。充電電流流過三繞組變壓器B2，三繞組變壓器B2的次級產生方向相反的兩個電壓，充電振蕩功率驅動電路2接受了一個反向電勢，使三極體G2n基極電壓逐漸降低直到截止。在三極體G2n基極電壓降低的同時，三極體G1n的基極電平逐漸提高到使三極體G1n導通，存儲在電容C9和匹配器5中的電流通過三繞組變壓器B2和三極體G1n流向啟動保護控制模塊的接地端，放電和充電過程中流過匹配器5的電流與三繞組變壓器B2的方向相反，同時匹配器5與加熱感應圈6上也流過一個反向電勢，加工工件置於加熱感應圈6內，對加工工件產生了一個反向切割磁場。三繞組變壓器B2的反向電流流向充電振蕩功率驅動電路2，使三極體G2n基極的電平增大至三極體G2n導通，這時，放電振蕩功率驅動電路3的三繞組變壓器B2次級的作用正好與充電電路的相反，三極體G1n基極得到一個相反電勢使其電平降低直到截止。根據其上所述，充電和放電振蕩功率驅動電路的作用，使匹配器5輸出至加熱感應圈6上產生交變的磁場，由於交變磁場的作用使其加熱工件產生熱量，實現對工件的加熱。
若加熱感應圈6中沒有加工工件，在匹配器5中損耗的電流就小了。這時未損耗的電流向電容9充電，電容儲存的電荷就大，電容放電時流出的電流大，在三繞組變壓器B2產生的感應電勢也大，三極體G1n和三極體G2n都易進入飽和狀態。由於三極體G1n、G2n的截止、飽和，流過電阻R27的電流也大，取樣電流流入到啟動保護控制模塊內的取樣電路把採集到電信號與設定值比較，如超過設定值電流，使其關閉充電和放電振蕩功率驅動電路的啟動信號，採用了電晶體、SCR或SCR光耦電路原理，這時充、放電振蕩功率驅動電路2、3停止工作，同時啟動保護控制模塊發出聲光報警，給外接的可編程控制器PLC發出一個故障報警信號，PLC接到報警信號即發出關閉所有的啟動指令，並同時中斷系統運行程序，並發出聲光報警。使本實用新型處於準備加熱狀態，並且對本實用新型發出故障復位信號，等操作人員排除故障後再恢復正常工作。
參閱圖3，它為本實用新型加熱螺栓8植入塑料車燈燈罩9應用實例，是通過可編程控制器PLC來控制二個螺栓感應加熱的過程當PLC向感應加熱器1、2發出啟動信號，使感應加熱器1、2工作，感應加熱電流通過匹配器5，輸出到加熱感應圈6，加熱感應圈6把螺栓8加熱到工藝所要求的溫度時(可調整)，PLC發出加熱停止信號，感應加熱器1、2停止加熱。同時PLC發出擠壓指令使氣缸11在氣壓的作用下，把達到工藝所要求溫度的螺栓8植入塑料車燈燈罩9的螺栓孔中，然後氣缸11接到PLC指令，釋放氣壓，使頂杆10下落，一次完成螺栓植入燈罩。12為模具壓架，13為機架。
如果在感應加熱圈6中未放入螺栓8或發生過流事件，感應加熱器1、2就立即停止加熱，並發出聲光報警，同時給PLC發出一個故障報警信號，PLC接到報警信號即發出關閉感應加熱指令，並同時中斷系統運行程序，來確保因螺栓8遺漏植入加熱感應線圈6內或過流引起的質量事故。
本實用新型節電效果顯著，以感應加熱螺栓植入塑料車燈燈罩為例原用電加熱管加熱，需要50秒加熱1個螺栓，功率為2000W/H，並是常開加熱的且每小時可加熱約為60個螺栓。
本實用新型每加熱1個同樣溫度的螺栓只需要6秒，加熱60個螺栓僅需要0.1小時，其共需消耗功率為500W/H×0.1h＝50W。
在滿負荷工作狀態下(在節隙工作狀態下節電更顯著)，每小時加熱60隻螺栓計算節電2000W/H-50W/H＝1950W/H。
如按做一個車燈罩需要4個螺栓，需要4臺感應加熱器每天可節約1.95KW×4臺×24小時＝187.20KW每年(按全年264天計算)節電187.20KW×264＝49420.00KW，且每年(按全年264天計算)節省電費支出42000.00元。
如全國年產300萬輛汽車，每車至少4個車燈，每個車燈以4個螺栓計算，全國每年要節電49420KW×4×300萬＝59304000萬KW。
權利要求1.一種感應加熱器，其特徵在於它包括整流濾波電路7，啟動模塊緩衝電源1、啟動保護控制電路4、充電振蕩功率驅動電路2、放電振蕩功率驅動電路3、匹配器5、加熱感應圈6，整流濾波電路7分別連接啟動模塊緩衝電源1、充電振蕩功率驅動電路2，啟動保護控制電路4分別連接啟動模塊緩衝電源1、充電振蕩功率驅動電路2、放電振蕩功率驅動電路3，充電振蕩功率驅動電路2與放電振蕩功率驅動電路3連接且並聯匹配器5，匹配器5連接加熱感應圈6。
專利摘要本實用新型公開了一種感應加熱器，它包括整流濾波電路，啟動模塊緩衝電源、啟動保護控制電路、充電振蕩功率驅動電路、放電振蕩功率驅動電路、匹配器、加熱感應圈，整流濾波電路分別連接啟動模塊緩衝電源、充電振蕩功率驅動電路，啟動保護控制電路分別連接啟動模塊緩衝電源、充電振蕩功率驅動電路、放電振蕩功率驅動電路，充電振蕩功率驅動電路與放電振蕩功率驅動電路連接且並聯匹配器，匹配器連接加熱感應圈。本實用新型輸出頻率為5kHz～35kHZ，工作電壓220V，加熱工件直徑可小於10mm，體積小攜帶方便，過流、空載時有報警信號輸出，節電效果顯著。
文檔編號H05B6/02GK2814871SQ200520043058
公開日2006年9月6日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者孫濤, 李衛義, 汪贊堯 申請人:上海歐博自控技術裝備有限公司