[发明专利]一种多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工业中的加热炉电源，属于电力电子的技术领域，具体说是一种多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源。

背景技术

目前的感应加热电源基本都采用一台整流器搭配一台逆变器向一台电炉供电的方式，被人们称为“一拖一”式感应加热技术。这种加热技术不能更好的降低能耗，浪费了电源的利用效率

发明内容

本发明的目的就是要解决以上问题，提供一种多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源，实现了“一拖二”电源负载的自动匹配控制，以达到提高电源效率，降低能耗的目的。

本发明提供一种多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源，该电源中的两组逆变电路相互独立，构成“一拖二”电源，电源的负载功率可自动匹配，通过控制谐振单元中的谐振电容大小，可实现电源的多频率输出。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源，其特点是：主要包括整流单元、滤波单元、逆变单元、谐振单元和控制单元；整流单元采用12脉波全控桥整流电路；滤波单元采用LC滤波电路；逆变单元采用两个相互独立的半桥逆变电路或全桥逆变电路，两个相互独立的逆变电路并联后连接在滤波单元上，产生两个独立的电源，构成“一拖二”电源；谐振单元采用两个相互独立的LC串联谐振电路，通过开关的导通和关断改变谐振单元的电容大小，实现电源的多频率输出；控制单元采用以DSP芯片为主的控制器，控制单元分别控制整流单元、逆变单元和谐振单元。

进一步的，所述的整流单元采用12脉波全控桥整流电路，串联谐振中频感应加热电源刚开始启动时，调节12脉波全控桥晶闸管的触发角，触发角由大逐渐减小，使滤波电容缓慢充电，当滤波电容充电接近额定值时，触发角调到最小值，晶闸管维持最小触发角运行，12脉波全控桥整流可降低系统的谐波污染。

进一步的，所述的逆变单元采用两个相互独立的半桥逆变电路或全桥逆变电路，两个相互独立的逆变电路并联后连接在滤波单元上，两个独立的逆变电路产生两个独立的电源，构成“一拖二”电源。

进一步的，所述的谐振单元采用两个相互独立的LC串联谐振电路，串联谐振电路中的一部分谐振电容与开关串联，再与串联谐振电路中的另一部分谐振电容相并联，最后与谐振电感串联构成LC串联谐振电路。控制单元通过控制开关的导通和关断改变谐振单元的电容大小，实现电源的多频率输出。

进一步的，所述的控制单元采用以DSP芯片为主的控制器，控制单元分别控制整流单元、逆变单元和谐振单元；控制单元控制整流单元的晶闸管触发角，电源启动时缓慢充电滤波单元中的滤波电容，电源运行时控制晶闸管维持最小触发角导通；控制单元通过PWM脉冲控制逆变单元中的功率器件，实现串联谐振中频感应加热电源的扫频调功控制；控制单元通过控制谐振单元的开关导通和关断，实现串联谐振中频感应加热电源的多频率输出。

进一步的，所述的控制单元实现滤波电容的充电控制、他激转自激的启动控制、功率调节的扫频调功控制和“一拖二”电源负载功率的自动匹配控制等功能。

本发明的有益效果在于：“一拖二”串联谐振加热技术是相对于“一拖一”感应加热工艺的一次里程碑式的飞跃。相对于“一拖一”传统设备可以平均少用二分之一的电能，既能保持连续生产，又能明显节约能源。全面提升了电源的利用效率，并且具有结构简单，启动容易、维护方便等优点，具有极为广泛的使用前景。通过控制可改变“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的谐振电容大小，实现“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的多频率输出，增加“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的功能。该电源的功率可自动匹配，能输出多种频率，具有很高的功率因数，电源效率高。

附图说明

图1是多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的半桥逆变主电路结构图。

图2是多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的全桥逆变主电路结构图。

图3是多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的控制单元框图。

图4-1是一路多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的闭环控制原理框图。

图4-2是另一路多频输出的“一拖二”串联谐振中频感应加热电源的闭环控制原理框图。

图5是本发明的结构方框图。

图中：1、整流单元；2、滤波单元；3、逆变单元；4、谐振单元；5、控制单元。

具体实施方式