[发明专利]全固态同频同相输出变频双电源

说明书

技术领域

本发明是一种100KW-10000KW等温锻上下模具感应加热用的全固态同频同相输出变频双电源，属于等温锻造装备技术领域。

背景技术

等温锻造（Isothermal-forging）作为超塑性成型的一个分支是一种新兴的锻造工艺技术。它广泛应用于航天航空工业的航天器、飞机涡轮发动机等结构件及国防工业中关键零件的制造，可使得锻件达到接近零件的形状要求，减少材料消耗，降低加工周期、成本，该工艺结合热处理能获得综合力学性能最优化的等温锻件。

零件加热时，与模具保持相同的温度直至锻造结束，这一特点，使模具激冷和材料的变型硬化的影响完全消除。等温锻造除了坯料应按规定进行加热外，还应对模具进行加热。对模具进行加热是等温锻造的一个非常重要的环节。

随着航天航空工业的航天器、飞机涡轮发动机等结构件及国防工业中关键零件的大型化。φ900mm-φ2000mm等温锻模具加热的问题将会越来越突出。目前等温锻模具加热普遍采用电阻丝加热箱，对φ900mm-φ2000mm等温锻模具来讲加热时间将长达几十小时、能耗高、如生产过程中电阻丝断裂，无法热态抢修，模具加热会不均匀，对锻件质量、模具寿命、生产效率都有影响。电阻丝模具加热箱维修频率高、维修费用大，生产效率低下在φ900mm-φ2000mm模具加热上尤为突出。由此来看传统的电阻丝加热箱加热φ900mm-φ2000mm等温锻模具，已不能适应装备与生产发展的需求。

发明内容

本发明提出的是一种100KW-10000KW等温锻上下模具感应加热用的全固态同频同相输出变频双电源，为了解决上下叠装的感应炉之间的电磁干扰问题。采用一台电源的逆变负载采样信号为基准信号同时触发二台独立变频电源，使二台独立变频电源输出电压同相、同频工作。消除上下叠装的感应炉之间的电磁干扰。IGBT逆变电路才能实现，二台感应加热电源，供上下模具二套感应炉，分别调温调功按工艺要求感应加热到950℃保温二小时，满足等温锻生产工艺要求。

本发明的技术解决方案：全固态同频同相输出变频双电源，其结构包括A、B二套全固态同频同相输出变频电源，和感应加热炉感应圈、感应炉变频电流信号互感器、感应炉变频电压信号互感器；每套全固态同频同相输出变频电源包括可控硅全桥整流部分、直流电抗器、IGBT逆变器和整流电路触发器、保护信号发生器、逆变电路驱动触发器、辅助直流电源，其中整流部分、直流电抗器、IGBT逆变器串接，所述辅助直流电源的电源输出端连接整流电路触发器、保护信号发生器、逆变电路驱动触发器的电源输入端，整流电路触发器、保护信号发生器的第一信号输入端相接，整流电路触发器、保护信号发生器的第二信号输入端和逆变电路驱动触发器的第一信号输入端相接，感应炉变频电流信号互感器的一端连接A、B全固态同频同相输出变频电源中的逆变电路驱动触发器的第一信号输入端相接，感应炉变频电压信号互感器的次级线圈连接A、B全固态同频同相输出变频电源中的整流电路触发器的第二信号输入端。

本发明的效果和优点：

1）由一套感应炉变频电流信号、变频电压信号同时驱动二套IGBT逆变器工作，使二套变频电源输出输出电压同相同频工作。变频双电源分别对上下叠装的上下模具感应加热炉单独供电，分别调功率。以达到叠装的上下感应炉负载相互磁场干扰的消除。

2）缩短φ900mm-φ2000mm等温锻模具加热时间（4-8小时）、提高加热热效率、提高生产效率、模具加温均匀、提高产品质量、提高模具寿命、降低维修费用。

3）满足了生产工艺要求。

4）整流触发采用全数字式计数移相方式，调节精度高，抗干扰能力强。

5）电压电流采用双闭环PI调节控制模式，具有输出恒电压能力，保证感应炉端电压不随外界因素（如进线电压、负载阻抗等）变化而变化，使设备运行更加平稳，功率调节范围10%——100%。

6）设备具有过电压、过电流、缺相、负载短路、低水压、温度过高等保护功能，设备具有启停方便，调节控制灵活，使用维护简单、效率高、稳定性好等优点。

7）由于选用IGPT变频线路，电源的启动成功率为100%，可以保证两台电源输出电压同频同相工作。

附图说明

附图1是100KW-10000KW等温锻上下模具感应加热用的全固态同频同相输出变频双电源的结构示意图。