[发明专利]一种可控逆变高温炉

说明书

技术领域

本发明涉及高温电炉技术领域，具体涉及一种最高使用温度可达到1700℃的可控逆变高温炉。

背景技术

高温电炉广泛应用于金属材料、陶瓷材料、纳米材料、半导体等材料的研究以及高温应用技术研发。本电炉最高使用温度为1700℃，使用硅钼棒为发热元件，由于硅钼棒本身电阻值很小，使用过程中为防止通过过大电流烧坏硅钼棒，一般硅钼棒的额定工作电压都比较低，使用时，需要通过变压器降低输入电压，同时，由于硅钼棒随着温度的升高，阻值也随之出现大幅度的升高，为了保证通过硅钼棒的电流在可控范围内，需要在升温过程中根据信号反馈对硅钼棒上所加电压不断进行调节控制，保证硅钼棒始终通过合适电流。

传统电炉控制使用自耦变压器进行降压，通过温控仪表控制可控硅输出电压来调节加在硅钼棒上的电压，由于硅钼棒在低温时电阻极小，要求变压器输出电压很低，控制过程对硅钼棒上所加电压做分段限制，继而限制了硅钼棒的输出功率，使用时硅钼棒不能实时发挥最大输出功率，造成升温速度很慢，升温过程中热量损耗过多。同时传统变压器电能转换效率低，只能达到总功率的60－70%，电能利用率低，而且传统自耦变压器体积和重量较大，不利于电炉的尺寸的缩小以及运输。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种可控逆变高温炉，该高温炉采用新型逆变电路进行控制，电炉的重量比传统电炉轻的多，并且在升温过程中能实时发挥硅钼棒发热体的最大功率，使用时通过发热体的电流稳定，能有效延长发热体的使用寿命。

本发明为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种可控逆变高温炉，包括炉体、设置在炉体内的加热体、温控组件以及逆变控制电路，所述逆变控制电路包括用于将外部的工频交流电转换成直流电的输入整流滤波电路、用于将输入整流滤波电路输出的直流电逆变成中频交流电的逆变器、用于将逆变器输出的中频交流电降压的中频变压器以及用于将中频变压器输出的中频交流电转换成工作直流电的输出整流滤波电路，输出整流滤波电路的输出端与炉体内的加热体电连接。

作为本发明一种可控逆变高温炉的进一步优化：所述输入整流滤波电路通过三相桥式整流电路将380V/50Hz的工业用电变为530V直流电，并通过电解电容和电阻组成RC滤波电路对输出整流后的电路进行滤波。

作为本发明一种可控逆变高温炉的进一步优化：所述输出整流滤波电路为快速整流二极管和直流电抗器共同组成的单相全波整流滤波输出电路，并且还包括有RCD吸收回路。

作为本发明一种可控逆变高温炉的进一步优化：所述逆变控制电路还包括PWM控制芯片和igbt驱动模块，所述igbt驱动模块具有反馈电流输入端、反馈电压输入端以及给定信号输入端，igbt驱动模块的输出端连接至PWM控制芯片，PWM控制芯片的输出端通过驱动电路连接至逆变器。

作为本发明一种可控逆变高温炉的进一步优化：所述驱动电路通过控制电路输出相同占空比的PWM脉冲控制IGBT，使电子开关轮流导通与关断，此时，直流电压被逆变成20KHz的交流方波电压，IGBT中电子开关的轮流导通和关断使中频变压器的原边绕组上的电压为正负对称的方波，变压器的次级绕组感应的交流方波电压大小采用PWM方式进行调节，即改变驱动脉冲的占空比实现，变压器输出的交流方波电压经过快恢复二极管整流后变成方波直流电压，最后经过直流电抗器滤波后输出较为平直的直流电压，实现了对输出电流的恒流控制，当控制电路输出不同占空比的PWM脉冲控制IGBT中电子开关的开通与关断，则逆变器输出频率为20KHz，幅值相同但平均值不同的交流方波脉冲，经过变压器降压整流滤波后，可以实现脉冲电流的输出。

作为本发明一种可控逆变高温炉的进一步优化：所述PWM控制芯片还连接有保护电路。

有益效果

1、本发明的可控逆变高温炉在升温过程中能实时发挥硅钼棒发热体的最大功率，能在一个小时内从室温升温到1700℃，升温时间是原有传统电炉的三分之一；

2、本发明的可控逆变高温炉在使用时通过发热体的电流比较稳定，能有效延长发热体的使用寿命，并且此新型控制器电能转换效率能达到90%，比传统电炉节能30%以上；

3、本发明的可控逆变高温炉采用新型逆变电路控制，比传统同型号电炉重量减少三分之一，更加便于运输。

附图说明

图1是本发明高温炉的逆变控制电路原理框图；

图2是本发明高温炉的逆变控制电路中整流滤波过程示意图。

具体实施方式