[实用新型]石墨发热体及其三相交流供电系统

说明书

本实用新型涉及石墨发热体及其三相交流供电系统，属于电热技术领域。其解决了现有石墨发热体及其供电装置存在的耗能大等问题。石墨发热体上间隔设置的上口凹槽和下口凹槽将筒壁分割成等宽度连续的若干条形结构，并形成闭合结构，即上口凹槽两侧的条形结构底端连接，下口凹槽两侧的条形结构顶端连接；筒壁的底端引出三个接线端子,三个接线端子三等分圆筒的底端,使石墨发热体形成一组等阻值的三角形负载。石墨发热体的接线端子通过交流调压电路与外接三相交流电源连接，交流调压电路由双向晶闸管和变压器组成。石墨发热体由两个接线端子变为三个接线端子后，其供电系统就可以由直流供电变为三相交流供电，降低了能耗。

技术领域

本实用新型涉及石墨发热体及其三相交流供电系统，属于电热技术领域。

背景技术

石墨模具在铜浇注领域得到广泛的应用。为了提高石墨模具的硬度和耐磨性，延长石墨模具的使用寿命，在石墨模具机械加工完成后需要经过涂层工艺，即将石墨模具放置在真空石墨加热炉内，通过石墨发热体的通电发热使加热炉内温度升高，并通过升温、保温、充甲烷、充氮气等过程完成石墨模具的涂层工艺。

石墨发热体是采用石墨材料加工而成的，由于其本身具有的电阻值，在外加电源的情况下能够持续发热，从而提升加热炉内温度。

自上世纪80年代石墨模具涂层工艺应用以来，一直采用直流供电系统加至石墨发热体上，这就要求把石墨发热体加工成一个具有一头一尾两个电极的阻性负载。首先将石墨材料加工成一定厚度的圆筒状，然后将石墨发热体的筒壁按一定宽度切割加工，形成一个等宽度连续的条形结构，并在圆筒某处上下切开一个缺口，以便末端处形成两个接线端子，与直流电源的正负极连接，该现有石墨发热体的结构示意图如图1所示，图2是从图1中的缺口处的平面展开图，图3是图1的等效电阻，该现有石墨发热体通过直流电源供电，直流电源一般采用晶闸管原边调压，变压器降压后副边通过整流器整流输出稳定直流给发热体供电，其供电电路如图4所示，外接三相交流电源的U端、V端和W端分别通过双向晶闸管与变压器的一次绕组连接，变压器的二次绕组与整流器连接，整流器的两端与石墨发热体的两个输出电极连接。该石墨发热体的直径一般为Φ500mm左右，高度为600mm-700mm，所对应的直流电源额定输出电压为40V-50V，额定输出电流为2200A-3000A，即直流供电功率在90KW-150KW之间，完成一个石墨模具的涂层工艺流程需要供电3个小时左右，这样一个工艺流程需要耗电达到400KWh-500KWh，而电能消耗是该工艺的主要运行成本，进而能耗大、运行成本高一直困扰着石墨模具加工厂商。

中国专利公布号为CN201733237U的石墨化炉供电装置，它包括变压器一次绕组、变压器二次绕组，变压器一次绕组的三相电源分别与双向可控硅的一端连接，每个双向可控硅的另一端分别接在相邻一相电源与双向可控硅之问，变压器二次绕组的输出端分别与二极管的正极连接，二极管的负极与直流母线连接，直流母线与负载连接。该专利虽然采用了三相五柱变压器双反星形整流电路一次侧进行调压，二次侧整流，取消了自耦调压变压器，以使附加损耗下降，二次侧整流元件功耗降低，但仍需要整流，将交流电变为直流电，而整流过程亦需要消耗能量，浪费了电能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有石墨发热体及其供电装置存在的上述缺陷，提出了一种石墨发热体及其三相交流供电系统，石墨发热体上间隔设置的上口凹槽和下口凹槽将石墨发热体筒壁分割成等宽度连续的若干条形结构，并形成闭合结构，筒壁的底端引出的三个接线端子三等分圆筒的底端,使石墨发热体形成一组等阻值的三角形负载，其供电系统由直流供电变为交流供电，大大降低了能耗。

本实用新型所述的石墨发热体是采用以下的技术方案实现的：包括圆筒型的筒壁，筒壁上设有若干上口凹槽和若干下口凹槽，上口凹槽和下口凹槽间隔设置，上口凹槽和下口凹槽将筒壁分割成等宽度连续的若干条形结构，并形成闭合结构，即上口凹槽两侧的条形结构底端连接，下口凹槽两侧的条形结构顶端连接；筒壁的底端引出三个接线端子,三个接线端子三等分圆筒的底端,使石墨发热体形成一组等阻值的三角形负载。