感应加热电源原理及其负载变压器结构制作
感应加热设备变频电源原理与电路原理图
感应加热设备变频电源原理与电路原理图简易12v感应加热电路图吉宇鹏总结自制高频加热机:内含电路图和视频感应加热设备频率选择小知识感应加热是个什么鬼-为何称它为黑科技感应加热机是什么设备在工业生产运用中,高频加热是变频电源的1个关键主要用途。
下边详细介绍二种适用型的高频加热变频电源。
图1得出了輸出頻率为200kHz、功率为1W的全自动封口机用高频加热变频电源的主树状图。
这是西安交通大学为电磁非触碰加温的全自动封口机而研制的。
图中,220v的交流电流经二级管醫聯藺蹄和电容器过滤后,获得交流电压,做为全桥逆变电路的直流电侧键入工作电压。
1GBT 全桥逆变电路将直流电转换成200kHz的交流电流。
将四代IGBT用以软电源开关串联谐振式逆变电路中,其电源开关頻率达到400kHz左右。
变压器的作用是变压和使负荷与加温电磁线圈配对。
加温电磁线圈选用多芯丝包线绕做成环形中空电磁线圈。
图2为驱动器及维护电源电路的电路原理图。
图1中高频率电压互感器 TA对串联谐振电流量开展取样,该取样电流数据信号经图2中的快恢复二极管V5~ V8的全桥整流器、电容器C4的过滤、电阻器Rl3和R15的分压电路,在过二级管V9加进 SG3525A的脚位10(强制性关闭端)上,具有电流量维护功效。
电容C4过滤后的电流量数据信号,再历经电容器C5的过滤、RP和R16的分压电路送往SG3525A的脚位l(偏差放大仪反坚信号键入端),调整电阻器RP,可调整功率和操纵加温速率。
SG3525A是PWM操纵集成电路芯片,輸出电流量超过200mA,輸出浪涌电流达到土500mA,能够立即驱动器IGBT。
輸出PWM差分信号頻率最大达到500kHz。
具备软起动作用。
图1全自动封口机用高频加热变频电源的主树状图图2 驱动器及维护电源电路的电路原理图整个设备选用大自然水冷却,以便减少满载时的功率,在系统软件中提升1个检验被加温件是不是根据加温电磁线圈的检验电源电路。
中频感应加热电源的组成
中频感应加热电源的组成中频感应加热电源的组成由电工原理知道,处于交变磁场中的导体会产生感应电动势,进而形成涡流引起导体材料发热。
实践证明,在50Hz交流电流形成的交变磁场中,导体材料所产生的感生电流不足以使导体材料加热到所需温度(例如1200℃)。
如果提高频率就可以增加发热效果。
中频感应加热电源是一种将三相工频(50Hz)交流电转变为单相中频交流电的装置。
目前应用较多的中频感应加热电源的工作原理是,通过整流电路先将三相交流电整流成可调的直流电,经电抗器滤波后,经过逆变器变换成频率较高的交流电供给负载。
中频电源的主电路有若干种,但大部分用的是并联逆变中频电源,原理图如图6-25所示。
图6-25 中频感应加热电源主电路原理图直流电源由工频交流电源经三相可控整流后得到。
在直流侧串有大电感L d,从而构成电流型逆变电路。
单相逆变电桥由四个快速晶闸管桥臂构成,电抗器L1~L用来限制晶闸管导通时的d i /d t。
VT1、VT4和VT2、VT3以中频(500~5000Hz)轮流导通,就可在负载上得到中频交流电。
中频电炉负载是一个感应线圈,图中L和R串联即为其等效电路。
因为功率因数很低,故并联补偿电容器C,电容C和L、R构成并联谐振电路。
所以这种逆变电路被称为并联谐振式逆变电路。
负载换相方式要求负载电流超前于电压,因此补偿电容应使负载过补偿,使负载电路工作在容性小失谐情况下。
可以看出,补偿电容C也起到换流电容的作用。
对于这种换流电容和负载并联的逆变电路,也称作并联逆变电路。
广泛用于金属冶炼、中频淬火的中频电源装置。
2.工作原理因为并联谐振式逆变电路属电流型,故其交流波形接近矩形波,其中包含基波和各奇次谐波。
因基波频率接近负载电路谐振频率,故负载电路对基波呈现高阻抗,而对谐波呈现低阻抗,谐波在负载电路上几乎不产生压降,因此负载电压波形接近正弦波。
图6-26是该逆变电路的工作波形。
在交流电流的一个周期内,有两个稳定导通阶段和两个换相阶段。
感应加热电源原理
感应加热电源原理感应加热电源原理什么是感应加热电源?感应加热电源是一种用于产生高频电流的设备,通过高频电流在导体中产生涡流,从而实现加热效果。
它通常由三个部分组成:功率电源、功率调节电路和感应加热线圈。
感应加热原理感应加热是基于法拉第电磁感应定律的原理。
当感应加热电源输出高频电流时,感应加热线圈中会产生一个交变的磁场。
这个磁场会穿透到被加热的物体中,使得物体内部产生涡流。
在涡流的作用下,物体的内部会迅速发热。
感应加热电源的工作原理感应加热电源通过功率电源提供一定频率和电压的交流电。
然后通过功率调节电路,将交流电转换为高频电流。
最后,高频电流被输送到感应加热线圈中,产生强大的磁场。
感应加热线圈的设计感应加热线圈是感应加热电源的重要组成部分,其设计直接影响加热效果。
感应加热线圈通常由一根导线绕成,绕制的方式可以是螺旋形、环形、鼓形等。
在设计感应加热线圈时,需要考虑物体的形状、大小以及加热效率等因素。
感应加热电源的应用感应加热电源广泛应用于工业生产中的加热过程。
以下是一些常见的应用场景:•金属热处理:感应加热电源可以用于淬火、回火、退火等金属热处理工艺中。
•电磁感应加热炉:感应加热电源可以用于电磁感应加热炉,用于熔化金属、烧结陶瓷等材料。
•管道加热:感应加热电源可以用于管道加热,用于管道的预热、热弯曲等工艺。
总结感应加热电源是一种利用高频电流产生磁场,从而实现加热效果的设备。
通过感应加热原理,它可以广泛应用于金属热处理、电磁感应加热炉以及管道加热等领域。
在设计感应加热线圈时,需要考虑物体的形状、大小以及加热效率等因素,以确保加热效果的良好。
感应加热电源的应用为工业生产带来了许多便利和效益。
变压器的构造与工作原理
变压器的构造与工作原理变压器是一种利用电磁感应原理来变换交流电压和电流的电器设备。
它主要由铁心、线圈和外壳等构成。
下面将详细介绍变压器的构造和工作原理。
1.构造:(1)铁心:变压器的铁心通常采用高导磁性能的软磁材料,如硅钢片。
它将空气磁场集中,提高磁路的磁通密度,以增加变压器的效率。
(2)线圈:变压器的线圈包括两个部分,主线圈和副线圈。
主线圈通常连接到电源上,用于输入电能;副线圈通常连接到负载上,用于输出电能。
线圈由导电材料制成,通常是绝缘铜线。
(3)外壳:外壳是变压器的外部保护部分,通常由金属材料制成,具有防护、散热等功能。
2.工作原理:(1)变压器基本原理:变压器利用电磁感应原理工作。
当主线圈通电时,由于通过主线圈的电流在铁心中产生磁场,磁场会产生磁通(磁力线)。
(2)磁感应原理:根据法拉第电磁感应定律,在变压器中,当交流电通过主线圈时,它会产生变化的磁场。
而这个变化的磁场会先通过铁心再通过副线圈,从而在副线圈中产生感应电动势。
(3)变压器的运算原理:变压器转换电压的原理是基于励磁电流和互感。
即主线圈中的电流产生一个磁通,而这个磁通又能感应副线圈中的电动势,从而产生输出电压和电流。
(4)变比:根据变压器的运算原理,变压器的变比是主线圈和副线圈的匝数之比。
当主线圈的匝数大于副线圈时,变压器为升压变压器;反之,为降压变压器。
变压器的变比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
变压器的工作过程:首先,交流电源的电流流过主线圈,产生电流的磁场。
磁场穿过铁心,再穿过副线圈,从而在副线圈中产生感应电动势。
副线圈中的感应电动势会导致电流的流动,从而产生输出电压和电流。
根据变压器的变比,输出电压可以是输入电压的升压或降压。
总结:变压器通过改变交流电的电压和电流来实现电能的传输和分配。
它的构造包括铁心、线圈和外壳等部分,而工作原理是基于电磁感应原理实现的。
变压器的工作过程是通过主线圈产生磁场,进而在副线圈中产生感应电动势,实现电能的输入和输出。
感应加热电源原理及其负载变压器结构制作
感应加热电源原理及其负载变压器结构制作1感应加热的原理1.1电磁感应和感应加热感应加热是电热应用的一种较好形式,它是利用电磁感应的原理将电能转变为热能。
当交变电流Ii流入感应圈时,感应圈内便产生交变磁通φ,使置于感应圈中的工件(图1中为钢管)受到电磁感应而产生感应电势e。
如果磁通φ是呈正弦变化的,即φ=φMsinωt,则e的有效值E=4.44fφM(伏)感应电势E在工件中产生电流i2,i2使工件内部(确切地说,是工件近表面的电流透入深度△层)开始加热,其焦耳热为:式中:I2 感应电流的有效值(安);R工作电阻(欧);t 时间(秒)。
为了使金属能加热到一定温度,在金属内必须有足够大的电流I2,为此在金属内必须感应出足够大的电势E。
由于感应电势E与磁通φM、频率f成正比,为了获得必须的感应电势,可以提高电源频率。
同样的发热效果,频率越高,所需的磁通φM 及感应圈中的电流I1就可以减小,所以近代的感应加热广泛采用中频和高频电源。
另外,金属截面越大,那么在同样磁通密度的情况下,通过金属的φ也就越大,于是感应电势E以及金属内感应得到的功率也越大。
1.2电磁感应的三个效应(1)集肤效应:直流电流流经导体时,电流在导体截面上是均匀分布的,但交流电流流经导体时,电流沿导体截面的分布是不均匀的,最大电流密度出现在导体的表面层。
这种电流集聚于表面的现像叫做集肤效应。
电流频率越高,集肤效应也越显著。
以上是导体本身通过交变电流时,电流在导体中产生的集肤现象。
另一种情况是导体在交变的电磁场中,也就是置于感应圈中的工件。
由于感应圈的中间产生交变的电磁场,使工件中产生的涡流也是交变电流,它沿截面的分布也是集聚在表面一层。
由电磁场理论知道,电流密度是由表面向中心近似地按一指数函数迅速下降。
其电流透入深度其中:ρ 导体或工件的电阻率(欧·厘米)μr 相对磁导率f 频率(Hz)在△层中所产生的热量为导体中总功率的0.865。
全桥逆变多输出感应加热电源结构
全桥逆变多输出感应加热电源结构全桥逆变多输出感应加热电源结构,这可是个不折不扣的高科技玩意儿啊!它就像是我们生活中的超级英雄,能够帮助我们解决很多棘手的问题。
今天,我就来给大家讲讲这个神奇的装置是怎么工作的,以及它在我们日常生活中的应用。
让我们来了解一下全桥逆变多输出感应加热电源结构的原理。
它是由四个开关管组成的,分别是S1、S2、S3和S4。
这四个开关管共同组成了一个全桥结构,可以实现将直流电转换为交流电。
当S1、S2都导通时,电流从正极流入;当S1、S3都导通时,电流从负极流入;当S2、S3都导通时,电流在正负极之间来回流动。
这样,我们就得到了一个高频交流电,可以用来加热物体了。
接下来,我们来看看全桥逆变多输出感应加热电源结构在我们的日常生活中有哪些应用。
它可以用于家庭用电炉。
想象一下,你在冬天里懒洋洋地躺在沙发上,突然想吃一碗热腾腾的饺子。
这时候,你只需要在手机上下载一个智能电炉软件,然后将全桥逆变多输出感应加热电源结构连接到家里的电源上,就可以轻松地制作出美味的饺子了。
而且,这个过程还非常省电哦!除了家庭用电炉之外,全桥逆变多输出感应加热电源结构还可以应用于工业生产。
比如说,在金属加工过程中,我们需要对金属材料进行加热处理,以提高其硬度和耐磨性。
这时候,全桥逆变多输出感应加热电源结构就可以派上用场了。
通过调整高频交流电的频率和功率,我们可以实现对金属材料的不同程度的加热,从而满足各种生产需求。
全桥逆变多输出感应加热电源结构还可以应用于医疗领域。
比如说,在手术过程中,医生需要对患者的某个部位进行局部加热,以达到止痛或者消肿的效果。
这时候,全桥逆变多输出感应加热电源结构就可以为医生提供精确的温度控制,确保手术的安全和成功。
当然啦,全桥逆变多输出感应加热电源结构还有很多其他的应用场景。
比如说,在汽车维修行业中,它可以帮助我们快速、高效地加热发动机零件;在环保领域中,它可以用于垃圾处理设施中的焚烧炉等设备;在科学研究中,它可以帮助我们研究高温超导材料等前沿领域。
中频感应加热电源的设计及原理
中频感应加热电源的设计及原理
中频感应加热电源是通过交流电源的变换和逆变过程,将低频电源转换成所需输出频率的高频电源的装置。
它是实现电磁感应加热的关键设备之一。
中频感应加热电源的设计原理是通过电源的变频和变压技术,将电源输入的低频电能转换成高频电能。
其主要包括以下几个模块:
1. 变频器:将输入的交流低频电源转换成高频电源。
常用的变频器有大功率管管式变频器和大功率矩阵变频器。
2. 逆变器:将变频器输出的高频电源逆变成交流高频电源。
逆变器一般采用全桥逆变电路,通过控制开关管的导通和关断来实现高频交流电源的输出。
3. 输出滤波器:对逆变器输出的高频电源进行滤波,去除谐波和杂散信号,得到纯净的高频交流电源。
4. 输出匹配网络:将滤波后的高频交流电源与工作线圈进行匹配,以达到最大功率传输。
5. 控制系统:对电源的输出功率、频率和保护等进行控制和调节,保证电源的稳定工作和安全性。
中频感应加热电源的工作原理是利用电流通过工作线圈时产生的磁场来感应工件内部的涡流,达到加热的效果。
当高频电流通过工作线圈时,会在工作线圈和工件之间形成一个交流磁场。
由于工件的电阻和屏蔽效应,高频磁场会在工件表面产生涡流。
涡流通过电阻转化为热量,达到加热的效果。
中频感应加热电源具有加热速度快、效果好、加热均匀等优点,广泛应用于金属加热、金属熔化、热处理等领域。
变压器结构图及工作原理
变压器结构图及工作原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器研究报告指出:变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
下面来看看变压器结构图。
变压器结构图及工作原理变压器的工作原理变压器利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器输送的电能的多少由用电器的功率决定.变压器的制作原理:在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理。
变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件。
电源变压器的特性参数工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
额定功率在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
电压比指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
空载电流变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。
空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。
对于50hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
空载损耗指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
效率指次级功率p2与初级功率p1比值的百分比。
通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。
绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
感应加热电源
目录摘要 (2)1 感应加热的工作原理 (3)2 主要设计内容及原理 (5)2.1本文主要设计内容 (5)2.2 主电路的主要设计技术参数 (5)2.3.1 感应加热电源电路的主回路设计 (6)2.3.2 整流部分电路分析 (7)2.3.3逆变部分电路分析 (8)2.4控制电路的设计 (10)2.4.1 控制芯片SG3525A (11)3 系统主电路的元器件参数设定 (15)3.1 整流二极管和滤波电路元件选择 (15)3.2 IGBT和续流二极管的选择 (16)4. 保护电路的设计 (16)4.1 过电压保护 (16)4.2 过电流保护 (18)5.小结 (20)参考文献 (21)摘要中频感应加热以其加热效率高、速度快,可控性好及易于实现机械化、自动化等优点,已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。
本设计中感应加热电源采用IGBT作为开关器件,可工作在10 Hz~10 kHz频段。
它由整流器、滤波器、和逆变器组成。
整流器采用不可控三相全桥式整流电路。
滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正。
逆变器主要由PWM控制器SG3525A控制四个IGBT的开通和关断,实现DC-AC 的转换。
设计中采用的芯片主要是PWM控制器SG3525A。
设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能,具有宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了15KW中频感应加热电源。
关键词:感应加热电源;串联谐振;逆变电路;IGBT并联谐振式感应加热电源设计1 感应加热的工作原理感应加热原理为产生交变的电流,从而产生交变的磁场,在利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。
如图1.1:图1.1 感应电流图示当交变电流通入感应圈时,感应圈内就会产生交变磁通Φ,使感应圈内的工件受到电磁感应电势e 。
设工件的等效匝数为2N 。
感应加热基本原理(经典)
式(1)
�� 7.5 cm f
图 3 涡流产生示意图 从以上可以看到,如果增大电流和提高频率都可以增加发热效果, 是加热对象快速升温。所以感应电源通常需要输出高频大电流。 4.感应加热电源常见框图结构和控制方法 1)感应加热电源常见框图
图 1 直流调功方式 图 1 为感应加热电源的框图,在电网输入情况下,先输入整流, 通常用不控整流桥整流,然后用 DC/DC 变换器直流变换,常见的为 buck,boost 电路,接着为逆变,通常采用半桥或全桥逆变,而且为
图 1 电介质加热示意图 当高频电压加在两极板层上,就会在两极之间产生交变的电场。 需要加热的介质处于交变的电场中,介质中的极分子或者离子就会随 着电场做同频的旋转或振动,从而产生热量,达到加热效果。 3.感应加热(induction heating) 感应加热原理为产生交变的电流,从而产生交变的磁场,再利用
了电气隔离,会加入高频变压器。最后部分为 LC 滤波器,输出接近 正弦波的电流。在要求 PFC 下,直流变换部分通常为 PFC 级,如果 不要求,该级也可以省掉。
图 2 逆变调功方式 2)各种控制方法的比较
感应加热电源的调功方式通常分为直流调功和逆变调功。 图 1 为一种直流调功方式,通过调节 DC/DC 变换器的输出电压来 调节感应加热电源的输出功率。也有采用输入可控整流来调节功率。 直流调功可以大范围调节功率,而且功率调节的线性比较好。但是必 须在逆变桥前级加可控电路。而且在需要加入功率因素校正的时候, 直流调功就较难实现了。 图 2 为逆变调功方式,逆变调功可以分为三类: a)频率调制(PFM)
c)脉冲宽度调制(PWM) PWM 通过调节逆变开关管的一个周期内导通时间来调节输出 功率。这种方法等同普通开关电源的调制方法,调节线性好, 范围大,但是不容易实现软开关。 当然,感应加热的负载通常会随着工作条件的改变而改变特性。
感应加热电源
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三、感应加热电源的发展与趋势
逐步采用数字控制 智能化程度越来越高 人机界面完善
感应加热 电源研究
控制方式多样化 拓扑结构日趋成熟 感应器的设计合理
现状
电气工程系
李金刚
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感应加热电源的发展趋势
高频化 大容量
低污染 低成本
高效率 高功率因数
低谐波含量
负载的最佳 匹配
电气工程系
李金刚
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25kW数字控制感应加热电源
数字式手持感应加热电源设备
电气工程系
李金刚
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感应加热电源常见的几种拓扑
id
id Ld
VT1 VD1 a L VD2 C R VT4 VD4 VT3 b VD3
VD1 L a VD2 C VT4 R VT3 b
VD3
VT1 ud
ud
Cd VT2
VD4
VT2
感应加热电源的发展及概况
主讲人:李金刚
Contents
1 感应加热的基本原理
2 3
感应加热电源的简介 感应加热电源的发展与趋势
电气工程系
李金刚
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一、感应加热的基本原理
i
感应线圈
在一个电路围绕的区域内存在交 变磁场,电路两端就会产生感应 电势,当电路闭合时则产生电流。 感应加热是利用电流的热效应对 导体进行加热的一种方式,它属 于非接触式,将工件至于感应线 圈中,导体表面会被加热,然后 传到导体内部。
对于设计良好的LLC谐振电路,负载若工作在容性区, 则电源开关损耗较大,应使电压型LLC谐振逆变器应选 合适的谐振角频率,使其工作在感性区
电气工程系
李金刚
中频感应加热设备的结构设计
中频加热设备的结构与性能特点
中频感应加热设备全部采用并联谐振电路,根据应用场合不同,可选择直接输出或用中频变压器输出,深圳市双平电源技术有限公司设计的基本结构有以下两种:
结构一:中频电源+ 补偿电容箱+ 中频感应圈
这种结构最为常用,如中频锻造炉、中频熔炼炉等都采用这种结构,设备简单,损耗低,工作效率高,且制造成本低。
这种结构时,感应圈比较长,通常要用3米—10米长的铜管绕制。
由于中频电源直接输出,所以感应圈上电压最高为550V,且不与主电隔离,所以感应圈必须良好绝缘,不能直接暴露在外;
结构二:中频电源+ (电容+ 中频变压器)+ 感应圈
这种结构也比较常用,如真空熔炼炉、中频淬火等。
在这种结构中,通过改变中频变压器的变比,可以得到不同的输出电压和感应圈电流,以适应不同的使用要求。
这种结构中,感应圈与主电隔离,所以感应圈安全性好,绝缘要求低,甚至铜管可直接暴露在外。
这种结构中,由于增加了中频变压器的制造成本,所以设备成本较高,而且中频变压器体积较大,也增加了一定的能量损耗。
频率越低,中频变压器越大,成本越高,损耗也越大。
感应加热电源的原理及相关维修
感应加热电源的原理及相关维修感应加热电源的原理及相关维修中频电源的工作原理为:采用三相桥式全控整流电路将交流电整流为直流电,经电抗器平波后,成为一个恒定的直流电流源,再经单相逆变桥,把直流电流逆变成一定频率(一般为1000至8000Hz)的单相中频电流。
负载由感应线圈和补偿电容器组成,连接成并联谐振电路。
晶闸管中频感应加热电源是利用晶闸管将三相工频交流电能变换成几百或几千赫兹的单相交流电能。
具有控制方便、效率高、运行可靠、劳动强度低的特点,广泛用于铸钢、不锈钢或合金钢的冶炼、真空冶炼、锻件的加热和钢管的弯曲、挤压成型、工件的预热、钢件表面淬火、退火热处理、金属零件的焊接、粉末冶金、输送高温工质的管道加热、晶体的生长等不同场合。
一般情况下,可以把中频电源的故障按照故障现象分为完全不能起动和起动后不能正常工作两大类。
作为一般的原则,当出现故障后,应在断电的情况下对整个系统作全面检查,它包括以下几个方面:(一)电源:用万用表测一下主电路开关(接触器)和控制保险丝后面是否有电,这将排除这些元件断路的可能性。
(二)整流器:整流器采用三相全控桥式整流电路,它包括六个快速熔断器、六个晶闸管、六个脉冲变压器和一个续流二极管。
在快速熔断器上有一个红色的指示器,正常时指示器缩在外壳里边,当快熔烧断后它将弹出,有些快熔的指示器较紧,当快熔烧断后,它会卡在里面,所以为可靠起见,可以用万用表通断档测一下快熔,以判断它是否烧断。
测量晶闸管的简单方法是用万用表电阻挡(200Ω挡)测一下其阴极—阳极、门极—阴极电阻,测量时晶闸管不用取下来。
正常情况下,阳极—阴极间电阻应为无穷大,门极—阴极电阻应在10—50Ω之间,过大或过小都表明这只晶闸管门极失效,它将不能被触发导通。
脉冲变压器次边接在晶闸管上,原边接在主控板上,用万用表测量原边电阻约为50Ω。
续流二极管一般不容易出现故障,检查时用万用表二极管挡测其二端,正向时万用表显示结压降约有500mV,反向不通。
基础干货 感应加热电源机体结构简要分析
基础干货感应加热电源机体结构简要分析
感应加热电源目前已经被广泛的应用在了工业加工和制造领域,由于加工效率高、器件受热均匀而广受欢迎。
随着不同频率、不同型号的加热电源逐一问世,很多生产商和工程师也开始趋向于设计具有专业优势的加热电源,对于设计工程师来说在设计之前对感应加热电源的机体结构做一个充分的了解是非常有必要的。
本文将会对加热电源的机体结构进行简要的分析,帮助设计师全面了解其内部结构。
目前市面上的感应加热电源主要结构大多如下图所示,其内部的结构主要包括整流电路、滤波电路和逆变电路。
感应加热的负载是感应线圈和被加热工件,它们可等效为一个电感和电阻串联,负载呈感性。
实际使用中为了提高功率因数和逆变器的输出功率,一般采用加补偿电容的方法,使补偿后的负载在电源的工作频率上谐振。
但是任何导体在被加热时其电阻率和导磁率都会发生变化,尤其是在居里点附近。
电源的频率会随负载的变化而变化,因此感应加热电源必须有很好的频率跟踪能力。
图为感应加热电源结构
在进一步的细分过程中,我们可以根据机体的补偿形式,将目前市面上的加热电源分为两种,即并联谐振式和串联谐振式。
并联谐振式的加热电源在工作过程中所采用的逆变器是并联谐振逆变器,其负载为并联谐振负载。
通常需电流源供电,在感应加热中,电流源通常由整流器加一个大电感构成。
由于电感值较大,可以近似认为逆变器输入端电流固定不变。
交替开通和关断逆变器上的开关器件就可以在逆变器的输出端获得交变的方波电流,其电流幅值取决于逆变器的输入端电流值,频率取决于开关器件的开关频率。
感应加热设备工作原理
感应加热设备工作原理感应加热设备是一种利用感应加热原理进行热处理、熔炼和加热的设备。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,通过变化的磁场在导体中产生涡流,从而使导体加热。
本文将介绍感应加热设备的工作原理和应用。
一、工作原理感应加热设备的工作原理主要有以下几个步骤:1.电源供电:感应加热设备需要外部的电源供电,通常使用交流电源。
电源会经过控制装置进行调节和控制。
2.高频电源:交流电源经过高频发生器产生高频电流,一般采用数十kHz到数百kHz的高频。
高频电流通过线圈产生变化的磁场。
3.感应线圈:感应线圈是一个绕制在绝缘材料上的线圈,是将高频电流转换为变化的磁场的关键部件。
4.感应加热对象:感应加热对象通常是导电体,如金属。
当感应线圈中通入高频电流时,会在感应加热对象内部产生涡流。
5.涡流产生的热量:涡流通过在导体中流动磁场的响应电流产生磁场耗损,从而将电能转变为热能。
这个过程使得感应加热对象加热。
二、应用领域感应加热设备在诸多领域中得到广泛应用,下面以几个典型例子进行介绍。
1.金属加热处理:感应加热设备可用于金属材料的加热处理,如热处理、淬火和回火。
通过控制加热时间和温度,可以改变金属材料的组织结构和性能。
2.电磁炉:感应加热设备可以用于电磁炉的加热。
它可以实现高效、快速的加热效果,不仅更安全可靠,还能减少能源浪费。
3.电焊设备:感应加热设备广泛应用于电焊设备中。
利用感应加热原理可以提供高效的加热能量,提高焊接效率和质量。
4.医疗领域:感应加热设备也用于医疗领域,如高频电疗仪和电热贴。
它们可以通过感应加热原理实现局部热疗,促进血液循环和缓解疼痛。
5.工业熔炼:感应加热设备在工业领域中也有重要应用,如金属熔炼和玻璃熔融。
感应加热可提供高温的加热能量,使材料迅速熔化。
三、优点和发展趋势感应加热设备相比传统的加热方式有很多优点。
首先,它可以实现快速加热,提高工作效率。
其次,感应加热对环境友好,无污染。
另外,感应加热设备的控制性能高,能实现精确的温度控制。
中频感应加热电源的设计及原理
0096编号:毕业设计论文课题:中频感应加热电源的设计院(系):机电与交通工程系专业:电气工程及其自动化学生姓名:吴科虎学号:020120221指导教师单位:电气工程教研室姓名:何少佳职称:高级实验师题目类型:工程设计√工程技术研究软件开发2006年06月03 日桂林电子工业学院毕业设计说明书摘要中频感应加热以其加热效率高、速度快,可控性好及易于实现机械化、自动化等优点,已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。
本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了相应的硬件电路,研制了20KW中频感应加热电源。
本设计中感应加热电源采用IGBT作为开关器件,可工作在10 Hz~10 kHz频段。
它由整流器、滤波器、和逆变器组成。
整流器采用不可控三相全桥式整流电路。
滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正。
逆变器主要由PWM控制器SG3525A控制四个IGBT的开通和关断,实现DC-AC的转换。
设计中采用的芯片主要是PWM控制器SG3525A和光耦合驱动电路HCPL-316J。
设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能,具有宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
由于HCPL-316J具有快的开关速度(500ns),光隔离,故障状态反馈,可配置自动复位、自动关闭等功能,所以选择其作为IGBT的驱动。
对原理样机的调试结果表明,所完成的设计实现了设计任务规定的基本功能。
此外,为了满足不同器件对功率需要的要求,设计了功率可调。
这部分超出了设计任务书规定的任务。
关键词:感应加热电源;串联谐振;逆变电路;IGBT桂林电子工业学院毕业设计说明书AbstractThe Intermediate Frequency Induction Heating has been widely applied in melting, casting, bend, hot forging, welding, Surface Heat Treatment due to its advantages of high heating efficiency、high speed、easily controlled、easily being mechanized and automated.The scheme has made a plan of designs based on the task of design, designed corresponding hardware circuit and developed 20kW intermediate frequency induction heating power system.The thesis discusses the Choice of converter scheme in detail. Series Resonance Inverter has another name is Voltage Inverter. Its Output Voltage approaches square wave and load current approaches sine-wave. Inversion must follow the Principles of break before make and there is enough dead-time between turn-off and turn on in order to avoiding direct through in upper and lower bridges.The thesis discussed the Choice of converter scheme in detail as well as introduced the control circuit of this power source and its design principle. Develop 20kW intermediate frequency induction heating power system with switch element IGBT. Make a research on Converter Circuit, control circuit, driver circuit etc.The CMOS chip that is applied in the design is mainly PWM Controller SG3525A and optical coupler Drive Circuit HCPL-316J. The controlled feature of PWM ControllerSG3525A is fully utilized in the process of design, which has wide adjustable operating frequency and dead time, input under voltage lock function and twin channel output current. The optical coupler Drive Circuit HCPL-316J is chosen as the driven of IGBT due to its functions, such as fast switch speed (500ns), optical isolation, the feedback of fault situation, wide operating voltage (15V~30V), automatic reset and automatic close down etc.Key words:Induction heating power supply; series resonance;inverse circuit;IGBT桂林电子工业学院毕业设计说明书目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 感应加热的工作原理 (2)1.2 感应加热电源技术发展现状与趋势 (3)2 感应加热电源实现方案研究 (5)2.1 串并联谐振电路的比较 (5)2.2 串联谐振电源工作原理 (7)2.3 电路的功率调节原理 (8)2.4 本课题设计思路及主要设计内容 (8)3 感应加热电源电路的主回路设计 (9)3.1 主电路的主要设计元器件参数 (9)3.2 感应加热电源电路的主回路结构 (9)3.2.1主回路的等效模型 (10)3.2.2整流部分电路分析 (13)3.2.3逆变部分电路分析 (15)3.3 系统主回路的元器件参数设定 (16)3.3.1整流二极管和滤波电路元件选择 (16)3.3.2IGBT和续流二极管的选择 (17)3.3.3槽路电容和电感的参数设定 (18)4 控制电路的设计 (19)4.1控制芯片SG3525A (19)4.1.1内部逻辑电路结构分析 (20)4.1.2芯片管脚及其功能介绍 (21)桂林电子工业学院毕业设计说明书4.2 电流互感器 (23)5 驱动电路的设计 (24)5.1 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)对驱动电路的要求 (24)5.1.1门极电压对开关特性的影响及选择 (24)5.1.2门极串联电阻R对开关特性的影响及选择 (25)G5.2 IGBT过压的原因及抑制 (25)5.3 IGBT的过流保护 (26)5.3.1设计短路保护电路的几点要求 (27)5.4 集成光电隔离驱动模块HCPL-316J (27)5.4.1器件特性 (27)5.4.2芯片管脚及其功能介绍 (28)5.4.3内部逻辑电路结构分析 (28)5.4.4器件功能分析 (29)5.4.5驱动电路的试验和注意问题 (30)6 辅助直流稳压电源 (31)6.1 三端固定稳压器 (31)6.2 本次设计用的的电源 (32)6.2.1 18伏,15伏稳压电压电源 (32)6.2.2±12伏,±5伏双路稳压电源 (32)6.2.3元器件选择及参数计算 (33)7 硬件调试 (34)8 结论 (35)致谢 (37)参考文献 (38)桂林电子工业学院毕业设计说明书附录一整体电路原理图 (39)附录二控制电路PCB (40)引言随着功率器件的发展,感应加热电源的频率也逐步提高,经历了中频、超音频、高频几个阶段。
全桥逆变多输出感应加热电源结构
全桥逆变多输出感应加热电源结构嘿,伙计们,今天咱们聊聊那个神奇的玩意儿——全桥逆变多输出感应加热电源。
这玩意儿啊,就像是个大魔术师,把电能变成热能,让那些金属宝贝儿瞬间“回春”。
首先得说说它的结构。
这玩意儿啊,就像是一个大型的电路板,上面密密麻麻地布满了各种电子元件。
其中,最重要的就是那三个“小兄弟”——全桥逆变器、多输出变压器和感应线圈。
这三个家伙可是配合默契,共同完成电能到热能的神奇转换。
先说全桥逆变器吧,这家伙就像是电源的大脑,负责指挥整个电路的工作。
它可以根据需要,将电能转换成合适的电压和频率,然后输送给其他部件。
而多输出变压器呢,就像是个能量的大管家,负责把电能均匀地分配到各个输出端口。
感应线圈则是整个系统的“执行者”,通过电磁感应的原理,把电能转化为热能,传递给被加热的物体。
接下来,咱们来具体看看这三个家伙是怎么工作的。
当电网供电时,全桥逆变器会迅速响应,调整输出电压和频率,确保与电网同步。
然后,多输出变压器会根据负载需求,合理分配电流,保证各个输出端口的稳定输出。
感应线圈则通过电磁感应原理,将电能转化为热能,加热金属或其他被加热物体。
这个过程听起来是不是有点像我们小时候玩的“电灯泡”游戏?没错,就是那个意思!只不过,在这个“电灯泡”游戏中,我们用的是电能,而在这个全桥逆变多输出感应加热电源中,我们用的却是热能。
那么,这种电源有什么优点呢?它的能量利用率高,能够将大部分输入电能转化为热能输出,提高了能源的使用效率。
它结构简单,易于维护,而且体积小巧,方便安装使用。
最重要的是,它能够实现精确的温度控制,满足不同材料和工艺的要求。
总的来说,全桥逆变多输出感应加热电源是一种高效、节能、环保的加热设备。
它不仅能够提高生产效率,还能够降低生产成本,是现代工业生产中不可或缺的一种加热设备。
好了,关于全桥逆变多输出感应加热电源的结构和工作原理就介绍到这里啦。
如果你对这方面感兴趣的话,不妨去了解一下这个神奇的设备,说不定你还能发现更多有趣的秘密呢!。
加热变压器原理
加热变压器原理加热变压器是一种应用于工业加热领域的电器设备,它可以将电能转换为热能,用于加热物体或环境。
它的原理主要基于电磁感应和能量转换的原理。
一、电磁感应原理加热变压器的工作原理基于电磁感应,其中一个重要的原理是法拉第电磁感应定律。
根据这个定律,当一个导体在磁场中运动,或者一个磁场通过一个导体时,导体内就会产生感应电动势。
二、能量转换原理加热变压器利用电能经过能量转换,将电能转变为热能。
当供电电源通电时,加热元件内部的电流会通过热散元件传递给物体或环境,从而产生加热效果。
三、基本结构加热变压器主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳等部分组成。
铁芯起到集中磁场的作用,绕组承载和传输电流,绝缘材料用于隔离绕组和铁芯,外壳则起到保护和散热的作用。
四、工作过程加热变压器的工作过程可以分为供电和加热两个阶段。
首先,将加热变压器接入电源,通电后电流通过绕组,形成磁场。
然后,磁场将电能转化为热能,并通过散热元件将热能传递给物体或环境,实现加热效果。
五、应用领域加热变压器广泛应用于工业加热领域。
例如,加热变压器可以用于加热设备、发动机预热、熔融金属加热等。
在这些应用中,加热变压器可以根据不同需求提供不同功率和温度的加热效果。
六、功率和温度控制为了更好地应对不同加热需求,加热变压器通常需要具备功率和温度控制功能。
功率控制可通过调节供电电压或改变绕组导体截面积来实现。
温度控制则可以通过传感器和控制器来实现,一旦温度达到设定值,控制器将自动调整加热功率或断开电源。
七、安全性考虑在使用加热变压器时,安全性是一个重要的考虑因素。
加热变压器应采用合适的绝缘材料和外壳,以避免电器泄露和触电等安全问题。
此外,加热变压器的设计和使用应符合相关的电气安全标准和规定。
结论加热变压器是一种利用电磁感应和能量转换原理将电能转化为热能的电器设备。
它在工业加热领域具有重要的应用价值,可以为各种加热需求提供合适的加热效果。
在使用加热变压器时,我们应该注意安全性,并确保符合相关的电气安全标准和规定。
有图有真相 传统感应加热电源系统原理分析
有图有真相传统感应加热电源系统原理分析
感应加热电源是一种低能耗、高效率的金属材料加热电源模块,目前已经在全球40余个国家得到了广泛的工业应用。
本文将会通过对感应电源的电路结构分析,进行传统感应电源的工作原理介绍,以便于工程师在对其工作原理进行研究的基础上进行专业技术革新。
通常情况下,传统的感应加热电源在主电路结构方面,主要由以下四个部分来组成的:不控整流、大电容储能滤波、逆变电路和谐振负载。
在工作的过程中,加热电源通过不可控整流的方式将交流电转变为直流电,然后通过大电容滤波将比较稳定的直流电转化成为逆变电路的供电电源,岁后在逆变侧部分实现系统的逆变输出和功率调节。
下图为传统型号的感应加热电源电路结构图。
图为传统的感应加热电源电路结构
从图中我们可以看到,整个电源的加热系统均有DSP数字芯片进行控制。
电压电流检测装置对直流母线的电压值和电流值进行检测,随后将数值变送给DSP处理芯片,以快速实现功率反馈。
整个负载检测流程包括温度检测和频率跟踪、通过将红外线传感器检测到的温度值变送给DSP,同步实现快速反馈。
随后,处理器可以通过检测负载的谐振电流和电压信号反馈给DSP以实现频率跟踪。
当DSP芯片接收到相应的电流电压信号后,将会在内部对电压、电流等反馈信号分别进行A/D变换、保持,并通过数字乘法运算求出实际输出功率与数字给定功率比较,对偏差进行数字PID控制。
通过这一数字控制的方式,感应加热电源可以实现电源输出功率的闭环控制和DPLL频率跟踪,故障检。
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感应加热电源原理及其负载变压器结构制作1感应加热的原理1.1电磁感应和感应加热感应加热是电热应用的一种较好形式,它是利用电磁感应的原理将电能转变为热能。
当交变电流Ii流入感应圈时,感应圈内便产生交变磁通φ,使置于感应圈中的工件(图1中为钢管)受到电磁感应而产生感应电势e。
如果磁通φ是呈正弦变化的,即φ=φMsinωt,则e的有效值E=4.44fφM(伏)感应电势E在工件中产生电流i2,i2使工件内部(确切地说,是工件近表面的电流透入深度△层)开始加热,其焦耳热为:式中:I2 感应电流的有效值(安);R工作电阻(欧);t 时间(秒)。
为了使金属能加热到一定温度,在金属内必须有足够大的电流I2,为此在金属内必须感应出足够大的电势E。
由于感应电势E与磁通φM、频率f成正比,为了获得必须的感应电势,可以提高电源频率。
同样的发热效果,频率越高,所需的磁通φM 及感应圈中的电流I1就可以减小,所以近代的感应加热广泛采用中频和高频电源。
另外,金属截面越大,那么在同样磁通密度的情况下,通过金属的φ也就越大,于是感应电势E以及金属内感应得到的功率也越大。
1.2电磁感应的三个效应(1)集肤效应:直流电流流经导体时,电流在导体截面上是均匀分布的,但交流电流流经导体时,电流沿导体截面的分布是不均匀的,最大电流密度出现在导体的表面层。
这种电流集聚于表面的现像叫做集肤效应。
电流频率越高,集肤效应也越显著。
以上是导体本身通过交变电流时,电流在导体中产生的集肤现象。
另一种情况是导体在交变的电磁场中,也就是置于感应圈中的工件。
由于感应圈的中间产生交变的电磁场,使工件中产生的涡流也是交变电流,它沿截面的分布也是集聚在表面一层。
由电磁场理论知道,电流密度是由表面向中心近似地按一指数函数迅速下降。
其电流透入深度其中:ρ 导体或工件的电阻率(欧·厘米)μr 相对磁导率f 频率(Hz)在△层中所产生的热量为导体中总功率的0.865。
在交变磁场中的导体,由电磁感应产生的涡流密度的分布随着频率的降低也有向导体内部扩张的趋势。
但无论在怎样低的频率下,也得不到均匀分布的电流,其中心线上的电流密度始终为零。
电流透入深度的概念,只有在频率足够高时才有其物理意义。
(2)邻近效应:相邻两导体通以交流电流时,在相互影响下导体中的电流要重新分布,当两电流方向相反时,电流聚于导体内侧;方向相同时,电流被排于导体外侧(如图2所示)。
邻近效应可简单解释如下:假如在任何瞬间两平行导体中的电流方向相反时(图2a),在导体之间由两电流所建立的磁场方向相同,总磁场增大,而两导体外侧的磁场却减弱。
两导体之间的磁通不仅通过空气,而且也通过导体内部。
显然导体外侧比内侧交链较多的磁通,因而导体外侧的电感和阻抗较内侧为大。
因此导体外侧电流密度较内侧为小。
当两平行导体中的电流方向相同时,用同样的方法可得出导体外侧电流密度较内侧为大。
(3)圆环效应:若将交流电流通过圆环形螺管线圈时,则最大电流密度出现在线圈导体的内侧(图3),这种现象叫做圆环效应。
导体的径向厚度直径之比越大,这咱效应就越显著。
通常磁力线在环内集中,在环外分散,一部分磁力线穿过导体本身,因此导体的外侧比内侧交链较多的磁通,这样导体外侧的电感和阻抗较内侧为大,电流向内侧集聚。
感应电炉即是对这几种效应的综合利用。
在感应器中置以炉料(见图4a),在感应器两端施加交流电压,即产生交变磁场。
此时感应器本身表现为圆环效应,感应器与炉料间即为邻近效应,而炉料本身表现为集肤效应。
感应器和炉料中的电流密度(δ)分布如图4b所示。
1.3加热过程中金属物理性质的变化在加热过程中,金属材料的电阻率ρ和磁导率μ都是变化的。
它们对金属中电流密度分布的影响很大。
电流透入深度△将随着ρ、μ的变化而改变。
当磁场强度一定时,钢的磁导率随着温度的升高而下降。
开始时下降得很缓慢,一般可忽略不计。
当温度达居里温度时,便急剧下降到相对磁导率为1(如图5所示),所以高温时,电流透入深度会增加很多。
在居里点以前,铁磁特质的B-H曲线是非线性的,相对磁导率μr与磁场强度有关。
感应加热由于采用非常强的磁场,磁路相当饱和,因此磁导率的起始值一般较低,约为16,有时甚至更低。
电阻率ρ代表材料的导电性能。
在不同温度下,几种金属的电阻率ρ,可见表2所列。
图5中示出常温时45号钢的电阻率为2×10-5欧·厘米;当温度升到800~900℃,电阻率约增加到10-4欧·厘米;温度再继续上升,电阻率也基本上维持等于这一数值,不再改变。
2高频变压器在此介绍一台240kW高频感应加热电源的方框图及其高频变压器的有关设计。
本电源采用的是串联补偿IGBT全控逆变电源,在其变压器的输出端,只要配用不同的感应圈,就可以用于加热钢管、焊接、熔炼、热处理等。
电源工作时,负载即工件放在感应圈内,通过高频变压器实现负载与电源的匹配。
2.1高频变压器的特点(1)加热电源的工作频率很高,由于导体、导线的集肤效应、邻近效应、圆环效应,使导体截面上的电流密度分布不均匀,导体有效截面积减小。
(2)铁芯的高频磁滞损耗、涡流损耗较大,其发热量较大,需要用强迫冷却方式。
(3)对不同的负载及工艺要求,在设计变压器时应考虑其工作暂载率。
2.2 240kW变压器的技术指标(1)额定输出功率:240kW(2)频率调节范围:20kHz~100kHz长期工作频率:600kHz(3)初级输入电压:4000V(4)次级输出电压和电流:200V、1200A2.3变压器的有关数据(1)铁心:铁氧体EE130,共用2付(2)初级线径和圈数:双玻璃丝包扁线SBEB1×3×5股叠绕共20圈次级线径和圈数:1mm厚紫铜板65mm宽共1圈(3)60kHz时的B值(4)初级电流密度次级电流密度感应圈电流密度2.4感应圈感应圈和被加热钢管是高频变压器的负载,但同时又组成另一只变压器,其中感应圈为初级,钢管本身既是该变压器的铁芯,又是该变压器的次级,次级是单匝的,而且是短路的。
当超过居里点温度时,铁磁材料失去磁性,成为一个空心变压器。
感应圈一般是由紫铜管制成单匝或多匝的线圈,其尺寸和匝数还直接影响电源负载阻抗的大小。
因此必须根据负载阻抗和高频电源的匹配以及电源起动的能力,修正感应圈的几何尺寸和匝数。
钢管和感圈之间必须留有一定的间隙。
为了提高传递效率,尽可能缩小间隙。
一般取单侧间隙为3~15毫米。
管径越大,间隙可取大些。
感应圈的宽度与被加热钢管的壁厚、弯制时所要求的内外壁温差、电源频率及加热时间有关。
当感应圈宽度增加时,钢管被加热的红区加宽,内外壁温差减小。
但红区加宽使弯头椭圆度增加;当感应圈宽度减小时,加热红区虽然变窄,但内外壁温差加大。
因此,感应圈宽应根据钢管的壁厚、弯制速度和允许内外壁温差,结合加热频率等因素综合选择。
一般取:b=1.5~2.5δ式中:b 感应圈宽度δ 钢管壁厚2.5耐压绝缘本变压器初级为4000V,耐压绝缘较为简单,用环氧灌封起来就可以了,具体如下:底筒尺寸:1mm环氧板搭成,内档窗口×高为43×100×76的底筒。
灌注后尺寸:窗口内档尺寸40×98 绕线宽度82窗口外档尺寸70×138 绕线宽度82初级线包居中,各边灌有3mm左右环氧绝缘层。
2.6循环水冷却系统的设计感应圈是钢管的加热环,在感应圈中通过的中高频电流极大,电流密度高达54.57A/mm2,同时了为缩小变压器的体积,次级绕组的电流密度也达到18.46A/mm2。
为此循环水冷却系统成为本变压器的重点解决的问题。
从铁芯开始到次级绕组,再到负载感应圈,由φ8由φ8紫铜管组成一个冷却的循环系统,把磁路和电路在工作中产生的热量有效地传递出去。
在每段紫铜管之间,塑料软管通过φ8双向铜接头可靠焊接或紧密连接在一起,形成一个循环。
(1)磁心冷却:在每个E形磁心上面骑夹垂直各一块散热片,再在散热片上焊接弯形冷却管,见图7所示。
散热片和冷却管分别由导热性能好的1mm紫铜板和φ8紫铜管制成。
铜管的两头仍为φ8管,其余部分敲成7mm扁孔状,便于用焊锡可靠焊接在散热铜板上。
磁心产生的热量,通过涂有导热性是普通绝缘硅三倍的导热绝缘硅脂HZ-SK101层传递到散热片,再转到冷却管路,由冷却管路中的水流将热量带走。
应该注意的是,避免上述导电材料在铁心周围形成闭合回路。
(2)次级绕组冷却:用1mm紫铜板在已灌注环氧的初级绕组的外面围成1圈的次级绕组。
在窗口位置的两侧的紫铜板上各焊接一根由φ8紫铜管变成的U型冷却管,铜管的两头仍为φ8管,其余部分敲成7mm扁孔状,便于可靠焊接在次级侧面的铜板上,见图8所示。
(3)次级引出端的处理与冷却在次极两引出端各“包”并“焊”一根φ8紫铜管,管的下端分别与空心黄铜输出接头用铜电焊绕牢(因该点周围的电流密度高度集中,若用锡焊接不可靠)相接通,见图8所示。
空心黄铜输出接头工作时,将与负载感应圈相连接。
从上各冷却紫铜管的引出端上分别与一只φ8的双向铜管接头焊接,铜管接头的另一端通过φ8塑料软管与其他紫铜管上的另一只双向铜管接头相连接,组成一个通水循环系统。
该冷却循环系统的链接:由下面一个E磁心开始→上面一个E磁心→旁边上面一个E磁心→下面一个E磁心→次级一侧的U管→另一侧的U管→次级输出接头→感应圈负载→次级另一输出接头→反回水槽。
见图9所示,水泵压力约2kg/cm2。
在磁心叠厚方向,线包内档为98mm,而2付E磁心厚度只有40mm×2。
多出的18mm 作为二付E磁心和线包三者之间留下的三排,各约5×35mm2左右的上下散热气隙孔,磁心即整个变压器由上下二块5mm环氧板垫加橡胶绝缘垫夹紧固定,为了配合上述的散热气隙孔,在环氧板上对应的中间打有一排φ10的散热孔。