Устройство для индукционного нагрева

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 05 В 6/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР . (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870024/07 (22) 01.10.90 (46) 30.07.93, Бюл. ¹ 28 (75) С,В.Дзлиев, Е.M.Ñèëêèí, С.Н.Тазихин, В,А.Воронцов, В.Н.Огнев, Ю.П.Качан и

В.В.Моргун (56) Опубликованная заявка Японии ¹ 5840838, кл. Н 05 В 6/12, 1983.

Опубликованная заявка Японии № 361—

7715, кл. Н 05 В 6/12, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА (57) Устройство содержит однофазный управляемый выпрямитель (ВЫ) 1, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения (ГПН) 2, а выход к

„„5UÄÄ 1830641 А1 обкладкам конденсатора (КН) 3 фильтра выполненного по Г-образной схеме с дросселем 4, инвертор (ИН) на тиристоре (ТИ) 5 с встречным диодом 6, шунтирующими последовательную цепь (ПЦ) из коммутирующего

КН 7 и индуктора 8, блок управления (БУ) ИН

9, выходной каскад (ВК) 10, детекторную схему 11, вход которой подключен к выходу

ВЫ, а выход — первому входу ВК 10, выход которого соединен с управляющим электродом (УЭ) ТИ 5, П Ц из датчика напряжения 14, подключенного к выходу ГПН 2, нуль-органа

13 и БУ 12 ВЫ 1, выход которой соединен с

УЭ ТИ ВЫ 1, и блок задания (БЗ) уровня .выходной мощности 15. Выход БУ 9 ИН соединен с вторым входом ВК 10. Выход БЗ 15 соединен с вторым входом БУ 12 ВЫ 1, 1 ил.

1830641

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электротехнологических установок, в частности установок индукционного нагрева.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходной мощности.

Существенным отличием устройства индукционного нагрева является широкий диапазон регулирования выходной мощности за счет число-импульсного регулирования выпрямителя. Диапазон регулирования в заявляемом устройстве может составлять

90 от максимальной выходной мощности, что в 1,7-1,8 раза больше, чем в известных устройствах для индукционного нагрева.

Расширение диапазона регулирования является новым качеством устройства индук. ционного нагрева, обусловленным новыми элементами, связями, реализацией выпрямителя, т.е. отличительными признаками. В силу этого, отличительные признаки заявляемого устройства индукционного нагрева являются существенными.

На чертеже приведена схема устройства для индукционного нагрева.

Устройство индукционного нагрева содержит однофазный управляемый выпрямитель 1, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения 2, а выход к обкладкам конденсатора 3 фильтра, выполненного по Г-образной схеме с дросселем 4, инвертор на тиристоре 5 с встречным диодом . 6, шунтирующими последовательную цепь иэ коммутирующего конденсатора 7 и индуктора 8, блок управления инвертором 9, выходной каскад

10, детекторную схему 11, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход — к первому входу выходного каскада, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, выход блока управления инвертором соединен с вторым входом выходного каскада, последовательную цепь из датчика напряжения 1.4, подключенного к выходу генератора. переменного напряжЕния, нуль-органа 13 и блока управления выпрямителем 12, выход которого соединен с управляющими электродами тиристоров выпрямителя, и блок задания уровня выходной мощности 15, выход которого соединен с вторым входом блока управления выпрямителем.

Устройство индукционного нагрева работает следующим образом, Блок управления 12 формирует и падает импульсы управления на тиристоры выпрямителя 1.

Переменное напряжение с выхода генератора переменного напряжения 2 преобразуется выпрямителем 1 в постоянное, имеющее пульсацию удвоенной частоты питающего переменного напряжения. Это напряжение фильтруется фильтром из конденсатора 3 и дросселя 4 и поступает на

5 вход инвертора. Блок управления инвертором 9 формирует импульсы для управления тиристором 5, которые через выходной каскад 10 поступают нэ его управляющий электрод. При отпирании тиристора 5

10 происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 7 по цепи: 7 — 58-7. Через индуктор (нагрузку) 8 протекает импульс тока положительного направления.

После спада колебательного тока в цепи-до нуля тиристор 5 выключается. Конденсатор

7 после выключения тиристора 5 перезаряжается в обратном направлении по цепи, включающей диод 6; 7 — 8 — 6 — 7. Через нагрузку 8 в интервале проводимости диода 6 про20 текает сумма токов: входного (ток дросселя

4) и переэаряда коммутирующего конденсатора 7. В интервале проводимости диода 6 тиристор 5 восстанавливает свои запирающие свойства. После выключения диода 6 в

25 работе инвертора имеет место пауза. Отрицательный ток через индуктор 8 поддерживается за счет заряда коммутирующего . конденсатора 7 входным током. Следующий период в работе инвертора начинается с

30 момента очередного включения тиристора

5. Детекторная схема 11 обеспечивает снятие импульсов управления тиристором 5, если напряжение на выходе выпрямителя 1 ниже некоторого заданного уровня, Снятие

35 импульсов управления гарантирует устойчивую работу инвертора.

Выходной каскад 10 обеспечивает усиление импульсов управления тиристором 5

40 до необходимой амплитуды и выполняет роль ключевой схемы, которая запирается по сигналу от детекторной схемы 11.

Блок управления 12 выпрямителем 1 осуществляет подачу импульсов управления

45 на тиристоры выпрямителя 1 в соответствии с принятым число-импульсным способом регулирования, При этом регулируется интервал (в течение которого выпрямитель открыт), кратный периоду переменного

50 напряжения. генератора 2 нв некотором заданном интервале повторения. также кратном периоду переменного напряжения генератора 2. На части интервала повторения импульсы на тиристоры выпрямителя 1

55 не подаются. Синхронизация с напряжением на выходе генератора 2 осуществляется по сигналу датчика напряжения 14. При этом нуль-орган 13 формирует импульсы в момент перехода переменного напряжения через ноль.

18 30641 5

Блок задания уровня выходной мощности 15 задает напряжение уставки выходной мощности..

Детекторная схема 11 реализована на основе датчика напряжения и компаратора с устройством задания уровня напряжения.

На выходе компараторэ напряжение изменяет знак в момент,.когда напряжение на выходе выпрямителя становится ниже напряжения задания. Указанное напряжение с выхода компаратора поступает на первый вход выходного каскада 10. При этом запрещается подача импульсов управления на тиристор 5.

Блок задания уровня выходной мощности представляет собой источник опорного напряжения.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство индукционного нагрева имеет ориентировочно в 1,7 — 1,8 раза больший диапазон регулирования выходной мощности. При частотном регулировании в прототипе диапазон изменения частоты инверторэ ограничен переходом в область звуковых частот. Диапазон регулирования при с этом составляет около 50-",ь от уровня максимальной выходной мощности. В заявляемом устройстве за счет регулирования выпрямителя число-импульсным способом диапазон

Выходной каскад состоит из схемы И, на один вход которой поступают импульсы с выхода блока управления 9 инвертором, а на другой — сигнал с выходе детекторной схемы 11, и усилителя импульсов.

Блок управления 9 инвертором содержит задающий генератор и формирователь импульсов, Датчики напряжения 14 и нуль-орган

13 выполняются по любой из известных схем.

Блок управления 12 выпрямителем 1 состоит из делителя частоты на два, схемы И, на один вход которой поступают импульсы с выхода делителя частоты, а на другой — с выхода регулируемого одновибратора, формирователя и усилителя импульсов. Период одновибратора соответствует интервалу повторения, кратному периоду напряжения генератора 2, Скважность импульсов одновибратора регулируется от единицы до нуля. При скважности, равной единице, выпрямитель включается на каждом периоде переменного напряжения. При нулевой скважности импульсы на тиристоры выпрямителя не поступают. Исключение целого числа периодов переменного напряжения на интервале повторения осуществляется схемой И. Делитель частоты предназначен для деления частоты на два, так как импульсы нэ выходе нуль-органа формируются в моменты каждого перехода напряжения через ноль (дважды за период переменного напряжения генератора 2). регулирования устройства может быть увеличен до 90 — 92 от максимальной выходной мощно.сти.

Формула изобретения

Устройство для индукционного нагрева, 20 содержащее подключенный к выходу генератора переменного напряжения однофаэный выпрямитель с Г-образным фильтром, выполненным из конденсатора и дросселя, к выходу которого подключен инвертор, со25 держащий тиристор с встречным диодом, подключенные параллельно цепи из последовэтел ьно соединенных коммутирующего конденсатора и индуктора, блок управления инвертором, выходной каскад и детекторную схему, вход которой подключен к выхо30 ду выпрямителя, а выход — к первому входу выходного каскада, выход блока управления инвертором соединен с вторым входом выходного каскада, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходной мощности, выпрямитель выполнен

40 управляемым, устройство снабжено датчиком напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, а выход соединен с входом введенного нуль-органа, соединенного выходом с первым входом введенного блока управления выпрямителем, выход которого соединен с управляющими электродами тиристоров выпрямителя, а второй вход — с введенным блоком задания уровня выходной мощности.

Составитель Е. Силкин

Редактор С. Кулакова . Техред М,Моргентал Корректор С. Юско

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2528 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

Устройство для индукционного нагрева Устройство для индукционного нагрева Устройство для индукционного нагрева 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам регулирования индукционных установок

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике и касается способов управления режимами плавки в индукционных тигельных печах (ИТП)

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в устройствах в устройствах индукционого нагрева при термообработке длинномерных заготовок

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для бесконтактного регулирования напряжения, величины генерируемой реактивной мощности и симметрирования потребляемого тока однофазными или другими электроприемниками с большой несимметрией и большим потреблением реактивной мощности при их питании от трехфазных сетей электроснабжения

Изобретение относится к устройствам индукционного нагрева и может быть использовано в промышленности при термической обработке металлических изделий, заготовок, деталей машин и механизмов и при испытаниях на прочность и долговечность

Изобретение относится к области автоматизации управления технологическими процессами получения полупроводниковых материалов и может использоваться для выращивания кристаллов в космических условиях при отсутствии оператора

Изобретение относится к электрическим нагревательным устройствам и может быть использовано для нагрева жидкостей в химической, медицинской промышленности и в сельском хозяйстве

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для экономии ресурсов при создании схем электропитания печей индукционного нагрева и для экономии электроэнергии при производстве металла в упомянутых печах
Наверх