[实用新型]具有输出解耦控制的中频感应加热电源组系统

说明书

技术领域

本实用新型属于大功率中频感应加热电源技术领域，尤其涉及一种中频感应加热电源组。

背景技术

中频感应加热是目前人类所知的最快的加热方式之一，传统的加热方式是热传导，即由一个热的物体将自身的热能量传递给另一个物体，而感应加热则是通过交变电流在置于电感线圈中的金属体内产生涡漩电流，也就是涡流，从而使导磁性物体内产生电阻热量。一般应用例如：将金属工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电，在金属工件表面形成感应涡漩电流，将零件表面迅速加热，一般几秒钟内即可升温800～1000℃度，而工件中心仍接近室温，然后立即喷水冷却或浸油淬火，使工件表面层淬硬。

现有技术中，中频感应加热装置的电源多以单台加热为主，即一个中频感应加热电源驱动一个加热器加热一个工件，但随着工件对大功率加热的需要，单台中频感应加热电源的功率已无法达到加热要求，多台电源组成加热电源组同时加热以大幅提高加热功率的模式成为了当今中频感应加热电源的发展趋势。

然而，多台电源同时工作较单台电源单独工作在加热技术上存在较大的难度，这是由于两个以上的加热线圈如果在一定距离内同时工作时，它们各自磁场中的磁力线会互相耦合，这将会使得各个电源的输出波形发生畸变，谐波量增加，甚至会造成相互串扰，使系统失锁无法正常工作。

如图1所示的现有技术中的电源组电磁干扰示意图。每个加热电源磁场中的磁力线穿过相邻加热电源的磁场，产生电磁耦合，导致输出波形发生畸变，谐波量增加。

实用新型内容

针对现有技术中多个电源同时工作存在的互相干扰的技术问题，提供一种中频感应加热电源组，在中频感应加热电源组中，多个电源同时工作，互不干扰，以满足工件对大功率加热的需求。

本实用新型的技术方案如下：

一种具有输出解耦控制的中频感应加热电源组系统，包括两个以上的中频感应加热电源，其中的一个中频感应加热电源与被加热工件组成锁相控制的谐振电源，为主电源，其余的中频感应加热电源为子电源，所述主电源通过多个输出端与子电源连接，以同频同相驱动脉冲通过多个输出端控制子电源。同频同相驱动，使得电源产生的耦合功率削弱，甚至抵消为零。

更进一步地，上述中频感应加热电源排列成行，每一个中频感应加热电源与另外一行中最近的两个中频感应加热电源构成等边三角形。通过中频感应加热电源位置的设计，使得达到更好的解耦效果。

更进一步地，上述中频感应加热电源排列成两行。实验证明，两行的解耦运算比较简单，易于实现。

更进一步地，上述系统还包括解耦线圈，所述每个等边三角形上的两个中频感应加热电源之间连接一个解耦线圈。解耦线圈同样能达到更进一步的解耦效果。

更进一步地，上述所述系统还包括光耦隔离器和反相器，所述主电源的输出端依序连接光耦隔离器和反相器。采用这样的结构以提高信号传输的可靠性。

更进一步地，上述系统还包括差分信号处理器，所述多个输出端上分别连接差分信号处理器，每个差分信号处理器通过双绞线接入每一个子电源的输入端。采用此结构以提高驱动能力。

与现有技术相比，本实用新型提出的技术方案有如下有益效果：电源产生的耦合功率为零，使得每个电源产生的平均功率就只有电源自身的有效功率，方便进行电磁解耦控制。同时子电源的驱动信号都是来源于主电源的同一个信号，从而便可实现所有电源的同频同相输出，并且子电源的输出功率可以独立调整。

附图说明

图1为现有技术中电源组电磁干扰示意图。

图2为11个中频感应加热电源构成的电源组位置图。

图3为相邻电源间负载回路的等效电路图。

图4为1个主电源、多个子电源构成的电源组系统框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。

图2为11个中频感应加热电源构成的电源组位置图。对每个中频感应加热电源分别编号为1、2、3、……11，其中5个中频感应加热电源等间隔排为一行，另外6个中频感应加热电源等间隔排为另外一行，两行中频感应加热电源平行，每个中频感应加热电源与另外一行中最近的两个中频感应加热电源构成等边三角形。这样，电源产生的耦合功率为零，使得每个电源产生的平均功率就只有电源自身的有效功率，方便进行电磁解耦控制。