CN204244499U - 恒功率变频电磁加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种恒功率变频电磁加热器。其目的是为了提供一种结构简单、功率恒定、加热效果好的变频电磁加热器。本实用新型包括三相整流桥电路、滤波电容、PWM脉宽调控电路、IGBT模块、负载线圈和中央处理器。三相整流桥电路的交流输入端和中央处理器的电源端口分别与电源接口连接，三相整流桥电路的直流输出端与IGBT模块的输入端连接，在三相整流桥电路与IGBT模块之间设置有滤波电容，IGBT模块的输出端与负载线圈连接。在IGBT模块上安装有LC谐振电路、RC吸收电路、IGBT检测电路和IGBT驱动电路，IGBT检测电路的信号端与中央处理器的数据端口连接，IGBT驱动电路的控制端与PWM脉宽调控电路的输出端连接，PWM脉宽调控电路的信号接收端与中央处理器的控制端口连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业加热装置，特别是涉及一种恒功率变频电磁加热器。
背景技术
现阶段市场上大多数加热设备都是采用电阻式加热圈通过热传导的方式进行加热，这种加热方式不仅浪费了大量的热量，而且容易导致设备外表面温度过高，破坏生产环境，从而对人体造成危害。而现有的变频电磁加热器，控制部分的硬件和结构配置非常简单，负载温度的变化很容易导致各项参数的变化，温度升高负载电流增大，最终导致IGBT模块的损坏。另一方面，现有的变频电磁加热器中的IGBT模块在工作过程中会有脉冲尖峰和多次谐波的出现，电压和电流很不稳定，从而增加了高频电流的消耗，使变频电磁加热器的实际输出功率大大低于额定功率，不仅浪费能耗，而且常常造成变频电磁加热器升温困难，这种跌功率的问题已经成为现阶段变频电磁加热领域所要克服的一大难题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、功率恒定、加热效果好、使用寿命长的恒功率变频电磁加热器。
本实用新型恒功率变频电磁加热器，其中：包括三相整流桥电路、滤波电容、PWM脉宽调控电路、IGBT模块、负载线圈和中央处理器，三相整流桥电路的交流输入端和中央处理器的电源端口分别与电源接口连接，三相整流桥电路的直流输出端与IGBT模块的输入端连接，在三相整流桥电路与IGBT模块之间设置有滤波电容，IGBT模块的输出端与负载线圈连接，负载线圈处设置有铁磁性材料，在IGBT模块上安装有LC谐振电路、RC吸收电路、IGBT检测电路和IGBT驱动电路，IGBT检测电路的信号端与中央处理器的数据端口连接，IGBT驱动电路的控制端与PWM脉宽调控电路的输出端连接，PWM脉宽调控电路的信号接收端与中央处理器的控制端口连接。
本实用新型恒功率变频电磁加热器，其中所述电源接口还与风扇的电源端口连接，风扇上安装有风扇驱动电路，风扇驱动电路的信号端与中央处理器的控制端口连接。
本实用新型恒功率变频电磁加热器，其中所述滤波电容的数量为两个。
本实用新型恒功率变频电磁加热器，其中所述中央处理器为CPU处理器。
本实用新型恒功率变频电磁加热器与现有技术不同之处在于：本实用新型结构简单、功率恒定、加热效果好、使用寿命长。通过三相整流桥电路对交流电进行整流，并通过滤波电容进行滤波，除去直流电中的脉动成分。在直流电通过IGBT模块时，LC谐振电路和RC吸收电路能够吸收电流中多余的谐波和杂波，使高频电流更加平稳，减少电能的多余消耗。通过IGBT检测电路对IGBT模块的电压和电流进行检测，并通过PWM脉宽调控电路对IGBT驱动电路的电压进行调节，从而保证IGBT模块的输出功率恒定不变，有效的解决了普通变频电磁加热器中跌功率的问题。此外，在各电路长时间进行工作的情况下，还可通过中央处理器控制风扇对各电路进行散热降温，提高了各电路的工作效率，延长了内部各零部件的使用寿命。
下面结合附图对本实用新型恒功率变频电磁加热器作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型恒功率变频电磁加热器的电路结构图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型恒功率变频电磁加热器的电路结构图，包括三相整流桥电路1、滤波电容2、PWM脉宽调控电路3、IGBT模块4、负载线圈10和中央处理器9。三相整流桥电路1的交流输入端、中央处理器9的电源端口和风扇12的电源端口分别与电源接口13连接，三相整流桥电路1的直流输出端与IGBT模块4的输入端连接，在三相整流桥电路1与IGBT模块4之间设置有滤波电容2，滤波电容2的数量为两个，滤波电容2对三相整流桥电路1输出的脉动直流电进行滤波，使其变为无脉动成分的直流电。IGBT模块4的输出端与负载线圈10连接，负载线圈10处设置有铁磁性材料。在IGBT模块4上安装有LC谐振电路5和RC吸收电路6，LC谐振电路5去除电流中的谐波和杂波，使电流更加平稳，减少IGBT模块4的损耗；RC吸收电路6去除电流中的尖峰和多次谐波，限制电压的上升率，防止电压陡升现象的出现，对IGBT模块4起到保护的作用。在IGBT模块4上还安装有IGBT检测电路7和IGBT驱动电路8，IGBT检测电路7的信号端与中央处理器9的数据端口连接，IGBT驱动电路8的控制端与PWM脉宽调控电路3的输出端连接，PWM脉宽调控电路3的信号接收端与中央处理器9的控制端口连接。IGBT检测电路7对IGBT模块4的电流和电压进行检测，并将数据传回给中央处理器9，防止IGBT模块4发生过电流和过电压的现象；IGBT驱动电路8根据中央处理器9的控制信号驱动IGBT模块4进行工作，PWM脉宽调控电路3根据中央处理器9的信号改变脉冲宽度来控制IGBT驱动电路8的输出电压，并通过改变周期来控制IGBT驱动电路8的输出频率，从而控制IGBT模块4的电压和输出频率。中央处理器9的控制端口还与风扇驱动电路11的信号端连接，风扇驱动电路11安装在风扇12上，风扇驱动电路11根据中央处理器9的控制信号驱动风扇12进行工作，起到为各工作器件进行降温的作用。
本实用新型的一个实施例中的中央处理器9为CPU处理器。
本实用新型的工作过程为：在电源接口13接入交流电源，交流电经过三相整流桥电路1进行整流，从三相整流桥电路1输出的脉动直流电进入滤波电容2进行滤波，滤波电容2去除脉动直流电中的脉动成分，使其变为纯净的直流电。经过滤波电容2的直流电进入到IGBT模块4中，IGBT模块4上的LC谐振电路5和RC吸收电路6分别对直流电进行处理。LC谐振电路5去除电流中的谐波和杂波，使电流更加平稳，减少IGBT模块4的损耗；RC吸收电路6去除电流中的尖峰和多次谐波，限制电压的上升率，防止电压陡升现象的出现，保护IGBT模块4安全工作。IGBT模块4上安装的IGBT检测电路7对IGBT模块4的电流和电压进行实时检测，并将数据传输给中央处理器9。IGBT模块4上安装的IGBT驱动电路8根据中央处理器9的驱动信号控制IGBT模块4进行工作，中央处理器9和IGBT模块4之间设置有PWM脉宽调控电路3，中央处理器9对信号进行分析后将信号传给PWM脉宽调控电路3，PWM脉宽调控电路3通过改变脉冲宽度来控制IGBT驱动电路8的输出电压，并通过改变周期来控制IGBT驱动电路8的输出频率，从而控制IGBT模块4的电压和输出频率，保证IGBT模块4的输出功率恒定。IGBT模块4输出的高频电流流入到负载线圈10中，使负载线圈10产生交变磁场，交变磁场遇到铁磁性材料切割磁力线产生很多涡流，在铁磁性材料内部产生热量并通过铁磁性材料对外输出。在各电路长时间工作的情况下，通过中央处理器9向风扇驱动电路11发出驱动信号，风扇驱动电路11驱动风扇12进行工作，对各电路进行降温。
本实用新型恒功率变频电磁加热器，通过三相整流桥电路1对交流电进行整流，并通过滤波电容2进行滤波，除去直流电中的脉动成分。在直流电通过IGBT模块4时，LC谐振电路5和RC吸收电路6能够吸收电流中多余的谐波和杂波，使高频电流更加平稳，减少电能的多余消耗。通过IGBT检测电路7对IGBT模块4的电压和电流进行检测，并通过PWM脉宽调控电路3对IGBT驱动电路8的电压进行调节，从而保证IGBT模块4的输出功率恒定不变，有效的解决了普通变频电磁加热器中跌功率的问题。此外，在各电路长时间进行工作的情况下，还可通过中央处理器9控制风扇12对各电路进行散热降温，提高了各电路的工作效率，延长了内部各零部件的使用寿命。本实用新型结构简单、功率恒定、加热效果好、使用寿命长，与现有技术相比具有明显的优点。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种恒功率变频电磁加热器，其特征在于：包括三相整流桥电路(1)、滤波电容(2)、PWM脉宽调控电路(3)、IGBT模块(4)、负载线圈(10)和中央处理器(9)，三相整流桥电路(1)的交流输入端和中央处理器(9)的电源端口分别与电源接口(13)连接，三相整流桥电路(1)的直流输出端与IGBT模块(4)的输入端连接，在三相整流桥电路(1)与IGBT模块(4)之间设置有滤波电容(2)，IGBT模块(4)的输出端与负载线圈(10)连接，负载线圈(10)处设置有铁磁性材料，在IGBT模块(4)上安装有LC谐振电路(5)、RC吸收电路(6)、IGBT检测电路(7)和IGBT驱动电路(8)，IGBT检测电路(7)的信号端与中央处理器(9)的数据端口连接，IGBT驱动电路(8)的控制端与PWM脉宽调控电路(3)的输出端连接，PWM脉宽调控电路(3)的信号接收端与中央处理器(9)的控制端口连接。
2.根据权利要求1所述的恒功率变频电磁加热器，其特征在于：所述电源接口(13)还与风扇(12)的电源端口连接，风扇(12)上安装有风扇驱动电路(11)，风扇驱动电路(11)的信号端与中央处理器(9)的控制端口连接。
3.根据权利要求1所述的恒功率变频电磁加热器，其特征在于：所述滤波电容(2)的数量为两个。
4.根据权利要求1所述的恒功率变频电磁加热器，其特征在于：所述中央处理器(9)为CPU处理器。
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2014
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