感应加热用户手册

目录

1、IPS系列感应加热电源使用说明书 (2)

第一节概述 (3)

第二节电源基本工作原理 (5)

第三节安装使用和维护..................... 错误!未定义书签。

2、IPS系列感应加热电源故障检修手册............ 错误!未定义书签。

3、IPS系列感应加热电源电路原理图.............. 错误!未定义书签。

4、IPS系列感应加热电源售后服务办法............ 错误!未定义书签。

5、IPS系列感应加热电源现场安装反馈表.......... 错误!未定义书签。

IPS系列感应加热电源使用说明书

第一节 概述

一、型号含义：

IPS100～300/50并联逆变型中频、超音频电源，其额定功率为100、160、200、250、300kW 等几个规格；其额定工作频率为50kHz ，根据实际负载配置情况，可在50kHz 以下各频率段工作。电源型号含义如下：

二、安装环境及使用条件

1.本装置应安装于室内，并满足以下条件：

➢ 海拔不超过1000m ；

➢ 设备周围环境温度应不超过+40℃、不低于+2℃；

➢ 周围介质湿度应不超过85%（相对于空气温度20±5℃时）； ➢ 无导电及易爆炸尘埃，无腐蚀性气体和爆炸性气体的场合；

➢ 安装于通风良好，无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过5°的场合； 2.冷却水要求：电源装置、感应器、淬火变压器、补偿用电热电容器等均采用水冷却，所提供的冷却水状况的好坏直接影响设备运行的可靠性。建议对现有冷却水进行分析检测，其结果应能满足以下条件，如有差异，则应通过有关净化手段加以解决。

➢ 机械特性：透明，不浑浊，无沉淀物，总固体含量不超过250mg/L ； ➢ 化学特性：PH 值为6～8，硬度不大于10度（即每升水中氧化钙含量

≦100mg ）；

➢ 电阻率：大于2.5k Ω/cm ；

➢ 进水温度：不低于5℃，不高于35℃，冷却水的温升不超过20℃； ➢ 进水压力：0.1～0.2MPa ；

输出频率输出功率水冷式变频器IGBT

I P - □/ □

S

➢ 进水水量：100～300 l/min ；

3.电网要求：电网输入为三相交流，线电压380V ，电网电压应为正弦波，谐波失真不大于5％，电压持续波动范围不超过±10％，电网电压的频率变化不超过±2％，三相电压相间不平衡度应小于±5％。

4.其他：设备停止使用期间，应加强通风和干燥措施，以免内部受潮而造成损坏，在室内可能结冻的情况下，应把设备内所有的冷却水清除干净。

三、主要技术参数：

1. 额定输入：三相四线（零线、地线截面面积只需30mm ²），380V ±5%，50Hz ；

2. 额定输出功率：分为100、160、200、250、300kW 等几种规格；

3. 输出频率：分为8、20、30、50kHz 及宽频8～50kHz ；

4. 工作制式：适用于间断工作及长期工作制；

5. 电源冷却水压力及流量：0.1Mpa ，8T/h ；

四、结构布置

IPS 系列IGBT 中频、超音频感应加热电源具有良好的可靠的装配工艺，可以承受最恶劣的生产环境，内部结构布置如图1所示，主要由以下几部分组成： 1. 三相桥式全控整流桥，用以将三相380V/50Hz 工频电源经全桥整流变换成

电压可调节的直流电源，实现电源的功率调节；

2. 滤波电抗器L1及续流二极管D1，使电流连续并减小直流中的脉动成分，

隔离中频负载对工频电源的干扰。

图1 IPS 系列感应加热电源内部结构布置

3.单相逆变电路，用以实现将直流电能转化为超音频交流电能送入由L－C

组成的并联谐振负载中。

4.LC并联负载回路，通过谐振电容与负载（淬火变压器、感应器－工件系

统）并联，提高负载的功率因素，保证加热效率。

5.控制及保护电路为整流桥和逆变器提供触发脉冲和控制逻辑，保证电源安

全正常工作，是整个电源的核心。

第二节电源基本工作原理

图2为IPS系列IGBT中频、超音频感应加热电源系统框图，其工作原理是首先通过三相全控整流桥和滤波电路将三相380V/50Hz交流电变换成电压可调节的直流电源，再将直流电通过单相逆变电路转换成单相交流电供给负载。

图2IPS系列IGBT中频、超音频感应加热电源系统框图

负载是指感应器－工件系统，感应器一般是通入中频或超音频交流电的由空心通水冷却铜管绕制的线圈，将工件放到感应器内即置工件于交变磁场中，应用电磁感应原理产生涡流损耗而发热，达到熔炼、透热、淬火等加热的要求。这种加热方式相对于采用加热组件对工件加热方式而言，具有加热速度快（涡流加热而非传导方式），加热效率高（能量集中损失小），加热区域可控（通过电流频率、功率以及感应器形式等的调整可得到理想的加热层深）等优点。根据用户不同的

需求，负载的形式和特点也各不相同，这里主要对电源设备工作原理作简要说明。

一、三相桥式全控整流电路工作原理

如图2中所示，三相桥式全控整流电路由六个桥臂组成，每个桥臂一支晶闸管。晶闸管分两组，1、3、5号晶闸管的阴极连接到一起作为整流输出的正端，2、4、6号晶闸管的阳极连接在一起作为整流输出的负端。在任一时刻必须有两个桥臂同时工作才能与负载构成回路，每个桥臂导通角度为120°，导通顺序如图5所示，图中黑色的晶闸管代表在t1~t2…t6~t1的时间段内的导通元件。每一段的间隔角度为60°即周期的1/6，要求触发脉冲的间隔尽可能均匀，才能保证整流桥输出电压在20ms周期内的六次波动均匀及三相进线电流相等，六路整流桥触发脉冲时序如图3所示。

U gk

B

A

C

B

A

C

t1t2t3t3t4t5t6

图3六路整流桥触发脉冲时序

三相全控整流桥输出直流电压平均值由下式决定：

Ud=1.35Ulcos α (α<90°)

Ud—直流电压平均值；Ul—交流线电压有效值；cosα－控制角α所决定的余弦函数；