專利名稱：用于合成金剛石的加熱電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
它屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。
據(jù)發(fā)明人所知，合成金剛石加熱電源常用的有兩類一類是工頻交流電源，它主要由自耦調(diào)壓器、單相低壓大電流變壓器，磁飽和穩(wěn)壓器，檢測電路等構(gòu)成。電網(wǎng)通過自耦調(diào)壓器向低壓大電流變壓器一次供電，低壓大電流變壓器二次經(jīng)磁飽和穩(wěn)壓器與負(fù)載連接，向負(fù)載輸出功率。該電源功率損耗大，合成金剛石質(zhì)量差、品位低；另一類是低頻加熱電源。
本實用新型的目的在于提供一種超低頻加熱電源，它的低壓大電流變壓器二次采用單路星形，以達(dá)到提高人造金剛石的質(zhì)量與品位。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，該電源的電路構(gòu)成分四部分主回路、超低頻電路、功率控制電路、檢測電路，除檢測電路與工頻交流電源中的檢測電路相似外，其余三部分為本實用新型的技術(shù)特征。
本實用新型比工頻加熱電源節(jié)電10％以上，并能使電網(wǎng)保持平衡；使用該實用新型合成人造金剛石，可使金剛石的質(zhì)量和品位提高一個檔次。
以下結(jié)合附圖與實施例詳細(xì)說明本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程。
附


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖；附圖2為本實用新型的主回路電路的電原理圖；附圖3為本實用新型的超低頻電路的電原理圖；附圖4為本實用新型的功率控制電路及檢測電路的電原理圖。
下面說明實施例。主回路電路采用三相－單相直接變頻電路。三相工頻電源由A、B、C輸入，電壓為380V，經(jīng)空氣開關(guān)ZK接至X1、X2、X3接點，再經(jīng)過接觸器2C連接至X21、X22、X23點，即與低壓大電流變壓器1B一次相連，經(jīng)過1B二次降壓后由X31、X32、X33點與正、反組三相全控整流橋KGZ1－6、KGZ7－12輸入端連接，提供整流所需的交流電源。正組三相全控整流橋KGZ1－6整流后經(jīng)X101點與電抗器L1連接，電抗器L1通過X201點與負(fù)載RL相連，RL流過正相電流。反組三相全控整流橋KGZ7－12整流后經(jīng)X202點與電抗器L2連接，電抗器L2通過X102點與負(fù)載RL連接，RL流過反相電流。正、反組全控整流橋受控于正、反組全控橋控制板KJZ6－1和KJZ6－2。主回路中X1、X2X3點經(jīng)接觸器1C由X61、X62、X63點與同步變壓器3B一次連接，提供同步電源。3B產(chǎn)生的正、反組同步信號經(jīng)a＋、b＋、c＋和a－、b－、c－點分別與正、反組全控橋控制板的KJZ6－1和KJZ6－2的a＋、b＋、c＋和a－、b－、c－點連接，提供同步信號，使KJZ6－1和KJZ6－2產(chǎn)生鋸齒波信號，用此鋸齒波信號與由91、92點輸入的超低頻方波信號的合成信號來控制正、反組全控橋KGZ1－6和KGZ7－12，控制連接點為11、12、13、14、15、16和21、22、23、24、25、26，使正、反組全控整流橋KGZ1－6和KGZ7－12按一定的相位順序和頻率輪換導(dǎo)通，從而在負(fù)載RL上便產(chǎn)生和控制頻率相適應(yīng)的超低頻交流方波電壓。主回路電路的輸出電壓0－7V輸出電流0－3000A，輸出功率20KW，輸出頻率10－0.001HZ，正、反組全控整流橋可控硅3CT參數(shù)為800A、100V4B為控制變壓器，其一次與X62、X0點連接，二次側(cè)61、62點與正、反組全控橋控制板KJZ6－1和KJZ6－2的61、62點連接，提供控制電源；二次側(cè)的63、64、65、66點分別與整流橋QL1、QL2連接，整流后與三端穩(wěn)壓塊7812的1、2端連接，由7812的2、3端為輸出端，QL1的7812的2端和QL2的7812的3端連接做為公共點，QL1的7812的3端與73點連接提供＋12V電源，QL2的7812的2端與72點連接提供－12V電源，73、72點分別與運算放大器和與非門的正負(fù)電源端連接，提供±12V控制電源。
超低頻電路部分它由運算放大器IC7和C7、W14、R59、R60、R61、R62構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生22.8－0.228HZ方波，經(jīng)分頻器IC8、選擇開關(guān)K1由連接點88處輸出10－0.001HZ方波信號，該信號經(jīng)四與非門yF1－1分兩路輸出。一路由yF1－2積分電路R65、C5、yF1－3、yF1－4使正組方波信號“拉擋”；另一路由yF2－1、yF2－2，積分電路R66、C6、yF2－3、yF2－4使反組方波信號“拉擋”，再經(jīng)IC5－4、R67、W12、R68、R69輸出反組方波信號。正、反組方波分別經(jīng)R70、R71進(jìn)入IC5－1的輸入端，由IC5－1、R72、R73使正、反組方波信號合成，合成的方波信號經(jīng)W13輸出至跟隨器IC5－2，該信號經(jīng)IC5－2輸出端進(jìn)入場效應(yīng)管T5，該信號并經(jīng)R75，進(jìn)入IC5－3放大級的輸入端。T5是控制方波信號的幅度的。信號經(jīng)IC5－3、R75、R76R77放大后，經(jīng)R79進(jìn)入IC6－1，再由IC6－1、R80、R81、R82、R83、D8、D9、R84、R85、R86、T1、T2、形成正組方波信號功率輸出，經(jīng)R87由91連接點與正組全控橋控制板KJZ6－1連接，用以實現(xiàn)正組全控整流橋的控制；由T1、T2、輸出的正組方波信號再經(jīng)R89、IC6－2、R90、R91、R92、R93、D10、D11、R94、R96、T3、T4、進(jìn)行倒相后形成反組方波功率信號，經(jīng)R97、由92連接點與反組全控整流橋控制板KJZ6－2相連；yF1和yF2由連接點171、172輸出的方波控制信號亦與KJZ6－1、KJZ6－2的171、172點相連，分別控制正、反組全控整流橋按給定控制頻率輪換工作，避免短路。
功率控制電路部分它由電流控制電路和電壓控制電路構(gòu)成。由主回路電流互感器1LH、2LH、3LH經(jīng)連接點101、102、103取電流信號經(jīng)D3、D4、D5整流后通過R15、R16、R17與四運算放大器IC2－1輸入端連接，經(jīng)IC2－1、R58、R18、R19、D6、D7、R20構(gòu)成的整流電路整流后，再經(jīng)由R21、R22、IC2－2、R23組成的跟隨器輸入至放大級IC2－3、R24R25、W2、R26將電流信號放大，IC2－3輸出端分兩路輸出，一路與乘法器IC4的6端連接，另一路與IC2－4連接，經(jīng)IC2－4R31、R32、R33倒相后輸出電流控制信號；IC2－4輸出端與控制選擇開關(guān)K2的76接點連接，經(jīng)K2的77接點、R43與四運算放大器IC3－4輸入端連接。由R50、R51、W11、DW1形成的給定信號經(jīng)R44亦與IC3－4輸入端連接，由R43輸入的電流控制信號和由R44輸入的給定信號進(jìn)行比較經(jīng)IC3－4、R46、C＊R47比例積分放大后，通過R48、連接點93、R74與場效應(yīng)管T5相連，進(jìn)行電流控制。另外由R52、W10、DW2經(jīng)R45與IC3－4輸入端連接，控制T5使之夾斷。連接點80是引入的外輸入信號經(jīng)R53、R54、R55、IC3－3、R56、R57放大后通過R42與IC3－4接輸入端實現(xiàn)外部輸入信號控制。電壓控制是這樣由主回路負(fù)載RL兩端X102、X201經(jīng)電阻R1、R2取電壓信號，先經(jīng)IC1－1、R3R4、R5、R6、D1、D2全波整流后經(jīng)R8、R9、IC1－2R10跟隨器將電壓信號輸入放大級；經(jīng)R11、IC1－3、R12、W4R13將電壓信號放大，由IC1－3輸出端輸出電壓控制信號與乘法器IC4的7端連接，IC4的6端輸入的電流信號與7端輸入的電壓信號經(jīng)IC4相乘后便形成功率控制信號，該信號由IC4的4端輸出，并經(jīng)W7、R34與IC3－1連接，經(jīng)IC3－1、R34、R35、W8、R36、R37放大級放大后的功率控制信號與K2的75連接點連接，過77點再與IC3－4的輸入端連接，實現(xiàn)功率控制。
檢測電路部分它包括電壓測量，電流測量、功率測量。由IC1－3輸出端輸出的電壓信號，經(jīng)R14、W5過94連接點與電壓表
連接，進(jìn)行電壓檢測；由IC2－3輸出端輸出的電流信號；經(jīng)R27、W3過74連接點與電流表
連接，進(jìn)行電流檢測；由IC3－2輸出端輸出的功率信號經(jīng)R41、W9過95連接點與功率表
連接，進(jìn)行功率檢測。
權(quán)利要求1.由檢測電路4構(gòu)成的用于合成金剛石的加熱電源裝置，其特征在于構(gòu)成中還包括a、主回路1；b、超低頻電路2；c、功率控制電路3；電路的連接關(guān)系如下主回路電路，它采用三相-單相直接變頻電路，三相工頻電源由A、B、C輸入，經(jīng)空氣開關(guān)ZK接至X1、X2、X3點，再經(jīng)接觸器2C，分別經(jīng)連接點X21、X22、X23與變壓器1B一次側(cè)相連，1B二次側(cè)經(jīng)X31、X32、X33點與正、反組三相全控整流橋KGZ1-6、KGZ7-12輸入端連接，正組三相全控整流橋經(jīng)X101點與電抗器L1連接，電抗器L1通過X201點與負(fù)載RL連接；反組三相全控整流橋KGZ7-12經(jīng)X202點與電抗器L2連接，電抗器L2通過X102點與負(fù)載RL連接；X1、X2、X3點經(jīng)接觸器1C再經(jīng)X61、X62、X63點與變壓器3B一次側(cè)連接，3B二次a+、b+、c+和a-、b-、c-點分別與正、反組全控橋控制板KJZ6-1、KJZ6-2的a+b+c+和a-b-c-點連接，KJZ6-1、KJZ6-2的11、12、13、14、15、16、21、22、23、24、25、26接點分別與KGZ1-6、KGZ7-12的11、12、13、14、15、16、21、22、23、24、25、26接點連接，KJZ6-1、KJZ6-2的91、92接點分別與低頻電路的91、92接點連接；變壓器4B其一次側(cè)與X62、Xo點連接，其二次側(cè)61、62點與正、反組全控橋控制板KJZ6-1、KJZ6-2的61、62點連接，其二次側(cè)的63、64、65、66點分別與整流橋QL1、QL2連接，整流后與三端穩(wěn)壓塊7812的1、2端連接，7812的2、3端為輸出端，QL1的7812的2端和QL2的3端連接作為公共點，QL1的7812的3端與73點連接提供+12V電源，QL2的7812的2端與72點連接提供-12V電源·72、73點分別與運算放大器和與非門的正負(fù)電源端連接，提供±12V控制電源；超低頻電路，它由運算放大器IC7和C7、W14、R59、R60、R61、R62構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生22.8-0.228Hz方波，經(jīng)分頻器IC8，選擇開關(guān)K1經(jīng)連接點88輸出10-0.001Hz方波信號，該信號經(jīng)四與非門yF1-1分兩路輸出，一路由yF1-2積分電路R65、C5、yF1-3、yF1-4使正組方波信號“拉擋”；另一路由yF2-1、yF2-2積分電路R66、C6yF2-3、yF2-4使反組方波信號“拉擋”，再經(jīng)IG5-4、R67W12、R68、R69輸出反組方波信號，正、反組方波信號分別經(jīng)電阻R70、R71進(jìn)入IC5-1的輸入端，由IC5-1、R72、R73使正、反組方波信號合成，然后經(jīng)W13輸出至跟隨器IC5-2，該信號經(jīng)IC5-2輸出端進(jìn)入場效應(yīng)管T5，該信號并經(jīng)R75進(jìn)入IC5-3的輸入端，該信號經(jīng)IC5-3、R75、R76、R77放大后，經(jīng)R79進(jìn)入IC6-1，再由IC6-1、R80、R81、R82、R83、D8、D9、R84、R85、R86、T1、T2形成正組方波信號功率輸出，經(jīng)R87由91接點與KJZ6-1相連，由T1、T2輸出的正組方波信號再經(jīng)R89、IC6-2、R90、R91、R92、R93、D10、D11、R94、R95、R96、T3、T4進(jìn)行倒相后形成反組方波功率信號，經(jīng)R97由92接點與KJZ6-1、KJZ6-2相連；yF1、yF2由接點171172分別與KJZ6-1、KJZ6-2的171、172接點連接；功率控制電路，它由電流控制和電壓控制電路構(gòu)成，由主回路電流互感器1LH、2LH、3LH經(jīng)連接點101、102、103與D3、D4、D5連接，D3、D4、D5輸出端經(jīng)R15、R16、R17與四運算放大器IC2-1輸入端連接，經(jīng)IC2-1、R58、R18、R19、D6、D7、R20構(gòu)成的整流電路后，再經(jīng)R21、R22、IC2-2R23組成的跟隨器輸入至放大級IC2-3、R24、R25、W2、R26、IC2-3輸出端分兩路輸出，一路與乘法器IC4的6端連接，另一路與IC2-4相連，經(jīng)IC2-4、R31、R32、R33倒相后，輸出端與選擇開關(guān)K2的76接點連接，經(jīng)K2的77接點，R43與四運算放大器IC3-4輸入端連接，由R50、R51、W11、DW1形成的給定信號經(jīng)R44亦與IC3-4輸入端連接，由R43輸入的電流控制信號和由R44輸入的給定信號進(jìn)行比較經(jīng)IC3-4、R46、C＊、R47后通過R48與接點93連接；由R52、W10、DW2經(jīng)R45與IC3-4輸入端相連；接點80的外輸入信號經(jīng)R53、R54、R55IC3-3、R56、R57放大后通過R42與IC3-4輸入端連接；由主回路負(fù)載RL兩端X102、X201接點經(jīng)R1、R2取電壓信號，先經(jīng)IC1-1、R3、R4、R5、R6、D1、D2整流后再經(jīng)R8、R9、IC1-2、R10跟隨器后，再輸入R11、IC1-3、R12、W4、R13放大，由IC1-3輸出端輸出的電壓控制信號與乘法器IC4的7端相連，IC4的6端輸入的電流控制信號與電壓控制信號相乘后經(jīng)IC4的4端輸出并經(jīng)W7、R34與IC3-1相連，經(jīng)IC3-1、R34、R35、W8、R36、R37放大后的功率控制信號與K2的75接點相連，過77接點與IC3-4的輸入端相連。
專利摘要該加熱電源裝置，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，它由主回路電路、超低頻電路、功率控制電路以及檢測電路構(gòu)成。該電源較工頻電源節(jié)電10％以上，并且用此電源合成人造金剛石，可使金剛石的質(zhì)量和品位提高一個檔次。
文檔編號C01B31/06GK2054452SQ8920872
公開日1990年3月14日 申請日期1989年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月20日
發(fā)明者郝忠誠, 楊海東, 張在吉 申請人:長春市機械工業(yè)研究所