220v感應(yīng)加熱電路大全(七款電路圖文)解析-感應(yīng)加熱基礎(chǔ)知識(shí)-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2019-12-27
電磁感應(yīng)加熱,或簡(jiǎn)稱感應(yīng)加熱,是加熱導(dǎo)體材料比如金屬材料的一種方法。它主要用于金屬熱加工、熱處理、焊接和熔化。
顧名思義,感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的方法使被加熱的材料的內(nèi)部產(chǎn)生電流,依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的。感應(yīng)加熱系統(tǒng)的基本組成包括感應(yīng)線圈,交流電源和工件。根據(jù)加熱對(duì)象不同,可以把線圈制作成不同的形狀。線圈和電源相連,電源為線圈提供交變電流,流過線圈的交變電流產(chǎn)生一個(gè)通過工件的交變磁場(chǎng),該磁場(chǎng)使工件產(chǎn)生渦流來加熱。
220v的交流電經(jīng)二極管和電容濾波后,得到直流電壓,作為全橋逆變電路的直流側(cè)輸入電壓。1GBT全橋逆變電路將直流變換成200kHz的交流電。將第四代IGBT用于軟開關(guān)諧振式逆變電路中,其開關(guān)頻率可達(dá)400kHz以上。變壓器的作用是變壓和使負(fù)載與加熱線圈匹配。加熱線圈采用多股漆包線繞制成圓形空心線圈。
圖2為驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路的原理圖。圖1中高頻電流互感器TA對(duì)諧振電流進(jìn)行采樣,該采樣電流信號(hào)經(jīng)圖2中的快恢復(fù)二極管V5~V8的全橋整流、電容C4的濾波、電阻Rl3和R15的分壓,在過二極管V9加到SG3525A的引腳10(強(qiáng)制關(guān)斷端)上,起到電流保護(hù)作用。電容器C4濾波后的電流信號(hào),再經(jīng)過電容C5的濾波、RP和R16的分壓送至SG3525A的引腳l(誤差放大器反相信號(hào)輸入端),調(diào)節(jié)電位器RP,可調(diào)節(jié)輸出功率和控制加熱速度。
整機(jī)采用自然冷卻,為了降低空載時(shí)的功耗,在系統(tǒng)中增加一個(gè)檢測(cè)被加熱件是否通過加熱線圈的檢測(cè)電路。當(dāng)沒有被加熱件通過加熱線圈時(shí),繼電器K的常閉觸點(diǎn)閉合,SG3525A引腳16(基準(zhǔn)電壓端)輸出的5V電壓加到引腳10,PWM鎖存器關(guān)斷,主電路輸出關(guān)斷。當(dāng)被加熱件從加熱線圈內(nèi)通過時(shí),檢測(cè)電路輸出信號(hào)將繼電器K的常閉觸點(diǎn)打開,SG3525A引腳16的5V電壓不再加到引腳10,PWM鎖存器去鎖,系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)。
圖3給出了另外一種高頻加熱變頻電源的實(shí)例。這是一種金屬針布高頻感應(yīng)加熱變頻電源的原理圖。圖中的主電路是二極管整流串聯(lián)諧振式1GBT逆變電路。該電路的主要特點(diǎn)是工作在軟開關(guān)狀態(tài),其工作原理在本站的相關(guān)文章中有介紹。
圖3金屬針布高頻感應(yīng)加熱變頻電源的原理圖
如圖,+300V左右的直流電壓經(jīng)R5、P6及R7分壓取樣,并經(jīng)D24隔離后送入LM339N的⑧腳(比較器反相輸入端);同時(shí),+5V電壓經(jīng)R32、R33分壓后,加到LM339M的⑨腳(比較器同相輸入端)。當(dāng)十300V直流電壓超過設(shè)定值時(shí),LM339N⑧腳的電壓高于⑨腳電壓,比較器立即翻轉(zhuǎn),LM339N的14腳輸出為低電平,并經(jīng)過D14將LM339N②腳電壓迅速拉低,使TA8316s的①腳無脈沖信號(hào)輸入。
交流220V電壓經(jīng)D1、D2整流后分為兩路:一路經(jīng)R38、R39分壓取樣后,經(jīng)RL40送到N6(9014)的基極,使N6導(dǎo)通,HT46R47(IC3)的④腳為低電平。當(dāng)電源電壓低于設(shè)定值時(shí),N6截止,HT46RL47④腳為高電平,HT46R47⑩腳停止輸出脈沖信號(hào);另一路經(jīng)K35、R36分壓取樣并經(jīng)D17隔離后,送到HT46R47的⑤腳。當(dāng)電源電壓高于設(shè)定值時(shí),HT46R47⑩腳將停止輸出脈沖信號(hào)。
該機(jī)的感應(yīng)加熱電路主要由加熱線圈L、諧振電容cl(2μF/1200V)、門控管N10((GP20B120UD-E)和阻尼二極管D25(BY359X)組成。其工作原理簡(jiǎn)述如下:當(dāng)門控管N10導(dǎo)通時(shí),流過加熱線圈L的電流迅速增大;當(dāng)門控管截止時(shí),儲(chǔ)存在L中的電能向諧振電容C1充電,隨即C1又向加熱線圈放電。如此循環(huán),即C1和L發(fā)生并聯(lián)諧振,L周圍便會(huì)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng),該電磁場(chǎng)使放在電磁爐灶面上的鐵鍋感應(yīng)到強(qiáng)大的渦流,從而產(chǎn)生熱量對(duì)食物進(jìn)行加熱。
如圖所示,交流220V電源電壓經(jīng)電源變壓器T1降壓后,生成16.5V、12V、5V直流電壓供各路負(fù)載使用。
C1、C2、C3、L1以及T1的次級(jí)(左側(cè))共同構(gòu)成了一個(gè)串聯(lián)諧振回路,因?yàn)樽儔浩鞔渭?jí)存在漏感,回路的走線也存在分布電感,所以實(shí)際諧振頻率要比單純用C1-C3容量與L1電感量計(jì)算的諧振頻率略低。圖中L1實(shí)際上為1uH,我將漏感分布電感等加在里面所以為1.3uH,如圖參數(shù)諧振頻率為56.5KHz。
串聯(lián)諧振式感應(yīng)加熱電源工作主電路
感應(yīng)加熱表面淬火是利用電磁感應(yīng)原理,在工件表面層產(chǎn)生密度很高的感應(yīng)電流,迅速加熱至奧氏體狀態(tài),隨后快速冷卻得到馬氏體組織的淬火方法,。當(dāng)感應(yīng)圈中通過一定頻率的交流電時(shí),在其內(nèi)外將產(chǎn)生與電流變化頻率相同的交變磁場(chǎng)。
金屬工件放入感應(yīng)圈內(nèi),在磁場(chǎng)作用下,工件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生與感應(yīng)圈頻率相同而方向相反的感應(yīng)電流。由于感應(yīng)電流沿工件表面形成封閉回路,通常稱為渦流。此渦流將電能變成熱能,將工件的表面迅速加熱。
渦流主要分布于工件表面,工件內(nèi)部幾乎沒有電流通過,這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)或集膚效應(yīng)。感應(yīng)加熱就是利用集膚效應(yīng),依靠電流熱效應(yīng)把工件表面迅速加熱到淬火溫度的。感應(yīng)圈用紫銅管制做,內(nèi)通冷卻水。當(dāng)工件表面在感應(yīng)圈內(nèi)加熱到一定溫度時(shí),立即噴水冷卻,使表面層獲得馬氏體組織。
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