[发明专利]红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体是一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备。

背景技术

感应加热设备广泛用于钢材、铜材、铝材热处理工艺生产，工件温度控制至关重要，通常由红外测温探头非接触式测量工件加热温度，红外测温探头输出信号经电缆或光纤连接到主板进行处理和控制，由于炉温高不便铺设电缆线。

IGBT模块半桥逆变器结构双管交替轮换开关，逆变器交流输出电压为感应炉品质因数Q值与电源直流电压1/2之积，因此，输出功率较小，需要用多个IGBT模块并联获取较大的输出功率。然而，IGBT模块饱和压降不一致性，并联工作电流不均衡产生环流冲击，极易烧坏IGBT模块。

IGBT模块全桥逆变器斜角轮换导通、截止，激励负载感应炉加热。当选用与半桥相同规格的模块和直流电压及负载阻抗，全桥逆变器输出电压增高1倍，输出功率增大2倍，可以减少并联模块数量达到输出功率要求。但是，IGBT模块全桥逆变器桥臂固定移相脉宽调制PWM驱动功耗不均衡，固定桥臂开关时间不变器件损耗大，而移相桥臂开关时间变化器件损耗小，固定移相桥臂IGBT模块结温过热存在安全隐患，因此，电力半导体器件是整个设备最为脆弱的部件，是影响可靠性最主要的因素。常用冷却塔工业用水进、出流动热交换，耗水量是很大的。

发明内容

本发明的目的是提供感应加热发射激光束引导红外测温，无线发射、接收传输测量数据，数字信号处理器DSP产生超前/滞后交替移相脉宽调制PWM驱动脉冲信号、过零功率软启动，风冷式冷水机组制冷强制冷却机件热量的一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备。

本发明的技术解决方案：包括三相交流电源、快速熔断器F₁、F₂、F₃、三相全波整流器、开机延时继电器、两个开关电源、电度计量表、红外测温无线数据传输装置、型号TMS320F28335的数字信号处理器DSP控制板、两块双路IGBT驱动板、IGBT模块全桥逆变器、IGBT模块尖峰脉冲吸收电路、IGBT模块过热保护电路、四组滤波薄膜电容、谐振电容、感应炉谐振电感、工频电流检测互感器、负载电流取样磁环电感、人机对话触摸屏、风冷式冷水机组、密封式机柜；

其中，红外测温无线传输装置由聚光透镜、激光二极管及驱动器、光电转换器件、放大电路、模数转换器A/D、数据编码器、型号PTY2167发射芯片、型号PTY2168接收芯片、数字PID调节控制器组成，光电转换器件置于聚光透镜的光路中，与透镜光轴成斜角设置激光二极管发射光束窗口，用来发射可见光激光束对准工件红外测温点，激光二极管连接驱动器，发射芯片内含晶振和数据调制FSKSW、锁相环PLL、压控振荡器VCO、射频功放，接收芯片内含高放、锁相环PLL、压控本振、混频器、中放、数据解调器DTAO，发射芯片ROI端接晶体XTAL₁一端，晶体XTAL₁另一端接电容CX₁、CX₂一端，电容CX₁另一端接地，电容CX₁另一端接发射芯片FSKSW端，光电转换器件输出信号经放大电路、模数转换器A/D、数据编码器连接发射芯片FSKDTA端，由射频功放输出端OUT经电容CM₁、CM₂、CM₃、电感LM₁带通滤波网络匹配天线TA发射，接收芯片ROI端接晶体XTAL₂一端，晶体XTAL₂另一端接电容CX₃一端，电容CX₃另一端接地，接收芯片输入端LNAI经电容CM₄、CM₅、CM₆、电感LM₂低通滤波网络匹配天线TB，接收射频信号经高放与压控本振混频外差提取中频接入中放、数据解调器、数字PID调节控制器至数字信号处理DSP控制板测温接口；