[发明专利]用于金刚石制品热压烧结的三相变频电源装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种三相电源，特别是涉及一种用于金刚石制品热压烧结的三相变频电源装置。

二、背景技术：

现有的金刚石制品热压烧结机的烧结电源，分为两种，一种是小功率两相交流热压烧结机电源(如图1，图中，11—可控硅调压控制装置；12—两相交流变压器；13—热压烧结机加热电极；14—被烧结的工件；15—测温传感器；16—温度控制器)，这种电源的优点是加热方式简单，成本低，电源变压器损耗较小，缺点是由于是两相输入，造成电网不平衡，给电网运行带来危害，所以一般都限于小功率，常见功率都在60kVA以下。另一种是三相大功率热压烧结机整流电源(如图2，图中，21—三相可控硅调压控制装置；22—三相加热变压器；23—大功率整流元件；24—热压烧结机加热电极；25—被烧结的工件；26—测温传感器；27—温度控制器)，这种加热方式都是采用的三相整流加热变压器，三相输入，将三相电压降压后，再利用全波整流技术，将交流变成直流，实现直流大电流加热。这种电源的优点是，三相输入，电网平衡，可以实现大功率加热，缺点是，由于变压后次级输出电压较低，一般在4～6伏之间，而整流器件有一定的功耗，有压降，一般在0.9～1.3伏之间，因此相对于输出的低电压，这样的压降造成了高达15％～30％的损耗，加热效率非常低。并且，由于大功率整流器件发热严重，需要冷却水冷却，加大设备投资。另外，现有的普通变频电源，仅适用于电器产品的不同电源电压、频率的供电要求，不能进行控温目标的电压自动调节，同时也不能在烧结过程中实现变频烧结，因此，不能满足金刚石制品烧结的要求。

三、发明的内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高效、大功率、可逆变且频率和电压幅值可调的用于金刚石制品热压烧结的三相变频电源装置。

本发明的技术方案是：一种用于金刚石制品热压烧结的三相变频电源装置，含有机箱，所述机箱上设置有三相电源输入端、烧结电源输出端和控制面板，所述三相电源输入端分别与三相桥式全波整流单元的输入端连接，该三相桥式全波整流单元的输出端通过整流滤波单元滤波后与可控逆变变频单元的电源输入端连接，所述可控逆变变频单元的电源输出端与两相交流变压器的初级连接，所述两相交流变压器的次级与所述烧结电源输出端连接，所述可控逆变变频单元的控制输入端与主控制器的控制输出端连接，并且，所述主控制器的控制信号输入端与温度控制单元连接，所述主控制器与所述控制面板连接。

所述可控逆变变频单元的电源输出端通过谐波滤波单元滤波后与所述两相交流变压器的初级连接。

所述可控逆变变频单元含有四只IGBT元件，所述四只IGBT元件分成两组，每组中的两只IGBT元件的控制输入端分别与所述主控制器的一个控制输出端连接，并且，每组中的两只IGBT元件的电源输出端分别与所述谐波滤波单元的两个电感串接后连在一起，形成一个接点，两个接点分别通过所述谐波滤波单元的两个串联连接的电容的两端后与所述两相交流变压器的初级连接，所述两组中的一只IGBT元件的电源输出端连在一起。

所述温度控制单元由测温传感器和温度控制器组成，所述温度控制器的控制信号输出端与所述主控制器的控制信号输入端连接，所述测温传感器对负载的温度变化进行采集且输入所述温度控制器，所述温度控制器对采集的信号进行PID处理，送到所述主控制器，所述主控制器采用微处理器，通过数学算法产生SPWM波，控制所述可控逆变变频单元，以改变所述可控逆变变频单元的输出交流电压的频率和幅值，满足烧结工艺的需要。

所述整流滤波单元含有电感、电阻和高压滤波电容，所述三相桥式全波整流单元的正极输出端分别通过所述整流滤波单元的三个电感后并联在一起，其负极输出端并联在一起，所述正极输出端和负极输出端的并联接点分别通过所述整流滤波单元的高压滤波电容和电阻后接入所述可控逆变变频单元的电源输入端。

所述三相桥式全波整流单元为集成的整流桥或分立的二极管整流器。

本发明的有益效果是：

1.本发明高效节能，与传统的三相整流烧结电源相比，节省能源15％～30％，冷却水的用量减少30％，经济效益显著。

2.本发明采用可控逆变变频单元可实现变频烧结，其频率变化范围是50Hz～400Hz，大大提高金刚石烧结产品的质量。