[实用新型]一种用于加热金属工件的电磁感应加热装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种电磁感应加热装置，具体地说是一种用于加热金属工件的电磁感应加热装置。

背景技术

    在金属工件的制造中，淬火是一项重要的处理步骤。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件，如齿轮、轧辊、渗碳零件等。目前的淬火处理工艺中，通常采用火焰加热工件，这种加热方式需要消耗燃料，并且加热过程中大部分的热量散发到环境中，浪费了大量能源，能源利用率低。原有火焰加热方式需要将工件整体加热，无法做局部热处理，能源消耗大，并且整体加热导致工件变形大，影响工件成品质量。电磁感应加热是通过在感应线圈中通入一定频率的交变电流，在线圈周围产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流，即涡流。产生的涡流使金属直接发热，从而极大的减少了热量损失，提高了能量利用率。因此，电磁感应是金属工件加热的一大发展趋势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于加热金属工件的电磁感应加热装置，具有运行稳定、加热速度快的优点。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于加热金属工件的电磁感应加热装置，包括控制柜、电容器、变压器和加热线圈，变压器中的一次线圈与电容器串接，变压器中的二次线圈与加热线圈串接，控制柜内设有主控板、驱动变压器、驱动板、电源和四组IGBT，电容器和变压器的一次线圈与四组IGBT组成的全桥逆变电路连接，第一组IGBT依次与电容器和变压器的一次线圈串接后与第四组IGBT连接，第二组IGBT依次与变压器的一次线圈和电容器串接后与第三组IGBT连接，第一组IGBT和第二组IGBT输入端并接，第三组IGBT和第四组IGBT输出端并接；电源依次经过整流电路和滤波电路后与全桥逆变电路连接，主控板的控制端依次经过驱动变压器和驱动板与IGBT的控制极连接；电容器和变压器的一次线圈的串联电路上还设有互感器，互感器的输出端与主控板的反馈信号检测端连接。

所述的全桥逆变电路中，每组IGBT中均设有两个并联的IGBT。

所述的滤波电路与全桥逆变电路的连接线路上设有过流传感器，过流传感器的输出端与主控板连接。

所述的IGBT上设有水冷装置，水冷装置内设有水腔，水腔上设有进水口和出水口。

所述的IGBT上设有温度传感器，所述水冷装置的进水口设有流量传感器，流量传感器和温度传感器的输出端与主控板的检测端连接。

所述的加热线圈设置在冷却套管内，冷却套管的绕制方式与加热线圈的绕制方式相同，在冷却套管的一端设有套管进口，另一端设有套管出口。

所述的变压器上设有冷却装置，冷却装置包括套在变压器线圈导线上的水冷管和设置在铁芯上的冷却水盒，水冷管的绕制方式与变压器线圈导线的绕制方式相同，在水冷管的一端设有水管进口，另一端设有水管出口；冷却水盒上设有水盒进口和水盒出口。

所述的冷却水盒，其水盒进口和水盒出口分别连接有导水管，导水管呈环状盘旋设置。

所述的整流电路为桥式整流电路，所述的滤波电路为RC滤波电路。

所述的电源设有缺相检测电路和过压检测电路，缺相检测电路和过压检测电路的输出端分别与主控板连接。

本实用新型的有益效果是：本技术方案中，电源经过整流、滤波后，再由全桥逆变电路转变为交变电流。在全桥逆变电路中采用IGBT控制电流的导通与关断，提高了负载电路的稳定性和加热效率，并且简化了电路组成，降低了故障率。主控板的控制信号经过驱动变压器升压后由驱动板控制IGBT的开关，根据需要调整开关频率即可产生不同频率的交变电流，以适应不同工件的需要。在电容器和变压器一次线圈的串联电路上设有互感器，主控板根据互感器检测到反馈信号实时调整电流频率，从而提高热处理效果。在本技术方案的全桥逆变电路中，每组IGBT中均设有两个并联的IGBT，两个并联的IGBT轮流导通，这种设置方式降低了单个IGBT的通断频率，不但可以使产生交变电流的最大频率成倍增加，还降低了IGBT的损耗，提高了系统稳定性。为了保护IGBT，在滤波电路与全桥逆变电路的连接线路上设置过流传感器，过流传感器的输出端与主控板连接，一旦发生过流现象立刻关断电路，防止方式以外。另外，本技术方案中IGBT、变压器和加热线圈上都设有水冷装置，采用冷却水进行冷却，该设置方式冷却效率高，极大的提高了设备的稳定性。综上所述，本技术方案的加热设备电路结构简单、故障率低，具有极高的稳定性和加热效率，能够根据需要调整交变电流的频率，调整简便且调整范围大。