Индукционная нагревательная установка

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована для индукционного нагрева металлов. Индукционная нагревательная установка, содержит источник питания, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, индуктор, и блок управления, узлы контроля выходных тока и напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления, и дроссель, подключенный к выходу формирователя импульсов.

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована для индукционного нагрева металлов.

Наиболее близким по технической сущности - прототипом является устройство для нагрева деталей, содержащее индуктор, генератор, усилитель, источник питания, блок управления который выполнен виде регулятора частоты импульсов, регулятора скважности и индикатора настройки, подключенного к усилителю, генератор выполнен в виде формирователя прямоугольных импульсов и подключен к источнику питания через введенный фильтр, при этом входы управления генератора подключены, соответственно, к регулятору частоты импульсов и регулятору скважности, а выход соединен с усилителем, подключенным к обмотке индуктора, выполненного в виде полого цилиндра (см. описание к патенту РФ №2069511 на изобретение, кл. Н 05 В 6/06)

Недостатком известного устройства является невозможность его использования в технологических процессах плавки и выращивания кристаллов в тигле из исходного материала, например Li₂O и Nb₂ О₅, Технологический процесс индукционного нагрева характеризуется непостоянством, проявляющемся в изменении эквивалентного активного сопротивления колебательного контура нагрузки - индуктора, вследствие чего потребляемая инвертором мощность, напряжение на нагрузке, коэффициент мощности, активная мощность на выходе, кпд, и другие показатели инвертора зависят от температуры металла и иных факторов. Ограниченная возможность известного устройства по поддержанию постоянного напряжения на индукторе при изменении реактивного

сопротивления индуктора в процессе плавки, влечет отклонение от условий техпроцесса, что в свою очередь приводит снижению качества продукции.

Задачей полезной модели является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности его использования для плавки и выращивания кристаллов.

Техническим результатом является обеспечение возможности стабилизации мощности, отдаваемой в индуктор.

Для достижения указанного технического результата в индукционной нагревательной установке, содержащей источник питания, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, индуктор, и блок управления, введены узлы контроля выходных тока и напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления, и дроссель, подключенный к выходу формирователя импульсов.

Кроме того, - источник питания выполнен в виде выпрямителя, подключенного к трехфазной сети переменного тока,

- формирователь импульсов состоит из управляемых ключей, соединенных по схеме моста,

- узлы контроля выходных тока и напряжения, представляют собой датчики соответствующих выходных тока и напряжения,

- блок управления включает перемножитель, входы которого являются входами блока управления, а выход подключен ко входу управления широтно-импульсного модулятора, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

Полезная модель поясняется с помощью чертежа, где показана структурная схема индукционной нагревательной установки.

Индукционная нагревательная установка содержит источник питания 1, выход которого подключен ко входу формирователя 2 импульсов,

индуктор 3, и блок 4 управления, узлы контроля выходных тока и напряжения 5, 6, соответственно, силовой дроссель 7.

Источник питания выполнен в виде выпрямителя 8, подключенного к трехфазной сети переменного тока,

Формирователь импульсов состоит из управляемых ключей 9, выполненных на основе транзисторов, соединенных по схеме моста.

Блок управления включает перемножитель 10, входы которого подключены ко входам блока управления, а выход ко входу управления широтно-импульсного модулятора 11, вход которого подключен к выходу генератора 12 тактовых импульсов, а выход к выходу блока управления.

Узлы контроля выходных тока и напряжения, представляют собой датчики соответствующих входных и выходных тока и напряжения, выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления.

Индукционная нагревательная установка работает следующим образом.

Входное напряжение трехфазного тока преобразуется выпрямителем в напряжение постоянного тока напряжением 550V и подается на входы формирователя 2 импульсов, с выхода которого импульсный ток частотой 22 кГц и амплитудой 400-450 V подается на нагрузку 3 представляющую собой индуктор.

Управление ключами 9 формирователя 2 осуществляется импульсным сигналом с выхода блока 4 управления. При этом импульсный сигнал с выхода генератора 12 поступает на вход широтно-импульсного модулятора 11, на выходе которого формируется импульсная последовательность скважность которой определяется результатом перемножения выходных сигналов датчиков тока и напряжения, формируемым на выходе перемножителя. Так например, при уменьшении мощности потребляемой индуктором изменяется скважность

импульсной последовательности на выходе модулятора, обеспечивая повышение длительности импульсов на выходе формирователя 2, что в свою очередь способствует повышению выходного напряжения и повышению мощности потребляемой индуктором.

Силовой дроссель 7 является элементом сглаживающего фильтра импульсного тока с выхода формирователя 2 приближая его к гармоническому виду. Сглаженные импульсы поступают на вход индуктора.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность стабилизации мощности, отдаваемой в индуктор, что в свою очередь расширяет область применения устройства за счет обеспечения возможности его использования для плавки и выращивания кристаллов.

1. Индукционная нагревательная установка, содержащая источник питания, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, индуктор, и блок управления, отличающаяся тем, что в нее введены узлы контроля выходных тока и напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам блока управления, и дроссель, подключенный к выходу формирователя импульсов.

2. Индукционная нагревательная установка по п.1, отличающаяся тем, что источник питания выполнен в виде выпрямителя, подключенного к трехфазной сети переменного тока,

3. Индукционная нагревательная установка по п.1, отличающаяся тем, что формирователь импульсов состоит из управляемых ключей, соединенных по схеме моста.

4. Индукционная нагревательная установка по п.1, отличающаяся тем, что узлы контроля выходных тока и напряжения, представляют собой датчики соответствующих выходных тока и напряжения.

5. Индукционная нагревательная установка по п.1, отличающаяся тем, что блок управления включает перемножитель, входы которого являются входами блока управления, а выход подключен к входу управления широтно-импульсного модулятора, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.