[发明专利]一种双半桥谐振感应加热电源主电路及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热领域，具体指一种双半桥谐振感应加热电源主电路及其系统。

背景技术

随着国家节能减排政策的大力推进，高效节能已成为众多企业生产部门不断追求的目标。针对注塑机、定形机生产行业，各厂家通过完善注塑机功能、结构和质量，使其发展达到一个相对稳定的高峰时期。但是，目前市场上普遍采用的多为液压型、线圈加热类型设备，其效率很低，能源利用率往往不到一半，电费往往占据相当大的成本比例。对设备的机械结构、控制系统，以及操作条件进行基于最小能耗的全面优化设计以实现高效节能目标、，成为当前急需解决的问题。注塑机、定形机节能主要包括四部分，电热节能、干燥机节能、伺服节能、循环冷却节能，其中电热部分普遍采用的加热方式为电热圈加热。它通过接触传导方式把热量传到料筒上，只有紧靠料筒表面内侧的热量才能传到料筒，外侧热量大部分散失到空气中，导致周围环境温度上升，存在大量热传导损失。另外，电阻丝加热的功率密度低，无法适用于一些需要温度较高的加热场合。

感应加热法则是通过电磁感应的方法来加热轴承。此方法是目前过盈配合工件拆卸的主流研究方向，与其它类型的加热技术相比，感应加热法具有显著的优势:

(1)感应加热方法为非接触式加热，因此不会给加热对象(工件)引入杂质；

(2)感应加热的加热功率和区域可以得到准确而快速的控制，因此局部加热和温度控制实现容易;

(3)感应加热过程中不会产生污染物且噪音小。

虽然感应加热方法具有诸多优点，但我国感应加热技术研究的起步较晚，且直到20世纪80年代才开始快速发展。目前，国内感应加热装置的拓扑结构多采用单桥谐振或全桥谐振的感应加热电路。存在的主要问题是：加热对象类型单一，损耗大、效率低下，且安全性较差。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种高效能的双半桥谐振感应加热电源主电路。

本发明的第二个目的是提供一种双半桥谐振感应加热电源系统，用于对上述双半桥谐振感应加热电源系统进行控制，提高效能，降低损耗。

为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种双半桥谐振感应加热电源主电路，包括整流电路，逆变电路和感应加热电路；所述整流电路的交流正负极输入端交流电，用于引入交流电，整流电路的直流正负极输出端分别接逆变电路，用于输出直流电；

所述逆变电路包括四个IGBT，分别记为S₁，S₂，S₃和S₄；其中S₁的集电极C₁、S₃的集电极C₃分别与整流电路的直流正极输出端连接，S₃的发射极E₃、S₄的发射极E₄分别与整流电路的直流负极输出端连接，S₁的发射极E₁与S₂的集电极C₂连接，S₃的发射极E₃与S₄的集电极C₄连接；S₃的集电极C₃与发射极E₃之间并联有电容C_s1，S₄的集电极C₄与发射极E₄之间并联有电容C_s2；

IGBTS₁的的集电极C₁和发射及E₁之间并联有二极管D₁形成逆变单元Q₁，IGBTS₂的的集电极C₂和发射及E₂之间并联有二极管D₂形成逆变单元Q₂，IGBTS₃的的集电极C₃和发射及E₃之间并联有二极管D₃形成逆变单元Q₃，IGBTS₄的的集电极C₄和发射及E₄之间并联有二极管D₄形成逆变单元Q₄；