一種伺服加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種伺服加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應(yīng)加熱技術(shù)通過電磁感應(yīng)原理傳遞能量，利用渦流對(duì)工件進(jìn)行加熱。電磁感應(yīng)加熱與以煤、油、氣為能源或者箱式電爐加熱截然不同，它能將電能直接送到工件內(nèi)部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軐?duì)工件進(jìn)行加熱，具有加熱效率高、速度快、加熱均勻且具有選擇性、可控性好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境好、作業(yè)占地少、節(jié)電省力、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此它不僅在熔煉、鑄造、彎管、熱鍛、焊接、表面熱處理、粉末冶金等傳統(tǒng)工業(yè)加熱行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，而且還應(yīng)用于半導(dǎo)體的區(qū)域提純、單晶片外延等現(xiàn)代熱加工工業(yè)，近年來，隨著采用感應(yīng)加熱技術(shù)的電磁爐的不斷推廣，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入人們的家庭生活。
[0003]傳統(tǒng)的加熱方式需要人工手動(dòng)調(diào)試控制，并且熱量利用率低、環(huán)境污染大、控制準(zhǔn)確度低，容易造成溫度環(huán)境對(duì)元器件等的損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種伺服加熱系統(tǒng)，全程自動(dòng)調(diào)試控制，并且可根據(jù)負(fù)載模塊的不同時(shí)刻的特性做出響應(yīng)控制以保證加熱功率的恒定。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種伺服加熱系統(tǒng)包括:溫控模塊、感應(yīng)電源、以及負(fù)載模塊；
[0006]所述溫控模塊與所述感應(yīng)電源連接，用于設(shè)定所述感應(yīng)電源的設(shè)定輸出功率；
[0007]所述感應(yīng)電源，用于根據(jù)所述設(shè)定輸出功率輸出交流電至所述負(fù)載模塊，并根據(jù)輸出的所述交流電的負(fù)載參數(shù)調(diào)整所述交流電的輸出頻率，以控制輸出所述交流電的功率與所述設(shè)定輸出功率匹配；
[0008]所述負(fù)載模塊，與所述感應(yīng)電源連接，用于接收所述感應(yīng)電源輸出的交流電，產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。
[0009]優(yōu)選地，所述感應(yīng)電源為超音頻感應(yīng)電源；
[0010]所述負(fù)載模塊包括與所述感應(yīng)電源電連接的感應(yīng)線圈、供所述感應(yīng)線圈繞設(shè)的線圈支架、設(shè)置在所述線圈支架內(nèi)的坩禍、以及設(shè)置在所述坩禍與所述線圈支架之間的保溫層。
[0011]優(yōu)選地，所述溫控模塊為溫控表或PLC控制器，包括溫度設(shè)定模塊以及溫度控制豐吳塊；
[0012]所述溫度設(shè)定模塊用于設(shè)定所述感應(yīng)電源的加熱溫度，并根據(jù)所述加熱溫度得到所述設(shè)定輸出功率；所述設(shè)定輸出功率為與過程溫控曲線匹配的輸出功率或固定的輸出功率;
[0013]所述溫度控制模塊與所述溫度設(shè)定模塊連接，用于根據(jù)所述設(shè)定輸出功率控制所述感應(yīng)電源輸出對(duì)應(yīng)恒定功率。
[0014]優(yōu)選地，所述感應(yīng)電源包括電流檢測(cè)模塊、計(jì)算控制電路以及驅(qū)動(dòng)輸出電路；
[0015]所述電流檢測(cè)模塊與所述驅(qū)動(dòng)輸出電路的輸出端連接，檢測(cè)所述輸出端的所述交流電的負(fù)載參數(shù)；
[0016]所述計(jì)算控制電路與所述電流檢測(cè)模塊和溫控模塊連接，根據(jù)檢測(cè)的所述負(fù)載參數(shù)計(jì)算等效感量、等效阻抗，將計(jì)算得到的所述等效阻抗與根據(jù)所述設(shè)定輸出功率得到的設(shè)定阻抗值相比較，輸出相應(yīng)頻率的控制信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)輸出電路；
[0017]所述驅(qū)動(dòng)輸出電路與所述計(jì)算控制電路和負(fù)載模塊連接，根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)整輸出的所述交流電的頻率，使得所述交流電的功率與所述設(shè)定輸出功率匹配。
[0018]優(yōu)選地，所述負(fù)載參數(shù)包括所述交流電的電流值和/或相位。
[0019]優(yōu)選地，所述溫度控制模塊包括溫度檢測(cè)模塊和控制模塊，
[0020]所述溫度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述負(fù)載模塊的溫度；
[0021]所述控制模塊，與所述溫度檢測(cè)模塊和所述溫度設(shè)定模塊連接，用于根據(jù)所述設(shè)定加熱溫度控制所述感應(yīng)電源輸出對(duì)應(yīng)恒定功率并判斷所述負(fù)載模塊的所述溫度是否高于預(yù)設(shè)值，若是，則控制所述感應(yīng)電源停止輸出交流電。
[0022]優(yōu)選地，所述感應(yīng)電源內(nèi)部還包括電流采集模塊，
[0023]所述電流采集模塊，與所述感應(yīng)電源的輸出端連接，用于采集所述感應(yīng)電源輸出的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)且輸出；
[0024]所述計(jì)算控制電路還包括計(jì)算控制單元、模數(shù)轉(zhuǎn)化單元和報(bào)警單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)化單元與所述電流采集模塊連接，用于接收所述電流采集模塊輸出的電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)且輸出；
[0025]所述計(jì)算控制單元與所述報(bào)警單元和所述模數(shù)轉(zhuǎn)化單元連接，用于接收所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算并判斷所述驅(qū)動(dòng)輸出電路輸入端接入的交流電的電壓是否在預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，若所述驅(qū)動(dòng)輸出電路輸入端接入的交流電的電壓大于預(yù)設(shè)的正常值，則控制所述報(bào)警單元發(fā)出電壓過高報(bào)警。
[0026]優(yōu)選地，所述伺服加熱系統(tǒng)還包括時(shí)間控制器，
[0027]所述時(shí)間控制器與所述感應(yīng)電源連接，用于控制所述感應(yīng)電源在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)輸出交流電；
[0028]或者，所述時(shí)間控制器與所述負(fù)載模塊連接，用于控制所述負(fù)載模塊在預(yù)設(shè)時(shí)間段后斷開。
[0029]優(yōu)選地，所述計(jì)算控制電路還與所述負(fù)載模塊連接，所述計(jì)算控制單元還用于根據(jù)檢測(cè)到所述負(fù)載模塊的參數(shù)判斷是否開路或短路，若是，則控制所述報(bào)警單元發(fā)出開路或短路報(bào)警。
[0030]實(shí)施本發(fā)明的伺服加熱系統(tǒng)，具有以下有益效果:通過感應(yīng)電源輸出交流電至負(fù)載模塊，負(fù)載模塊接收感應(yīng)電源輸出的交流電產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，利用感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)行加熱，感應(yīng)電源根據(jù)負(fù)載模塊反饋的交流電信號(hào)調(diào)整輸出交流電的頻率，控制輸出交流電的頻率趨近于負(fù)載模塊的固定頻率，使得感應(yīng)電源以恒定熱功率進(jìn)行加熱，伺服加熱的過程全部由自動(dòng)化控制來實(shí)現(xiàn)，便于控制。
【附圖說明】
[0031]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0032]圖1是本發(fā)明伺服加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2是本發(fā)明伺服加熱系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]如圖1所不，在本發(fā)明的伺服加熱系統(tǒng)的第一實(shí)施例中，伺服加熱系統(tǒng)包括感應(yīng)電源1、負(fù)載模塊2和溫控模塊3。
[0035]感應(yīng)電源I用于根據(jù)設(shè)定輸出功率輸出交流電至負(fù)載模塊2，并根據(jù)輸出的交流電的負(fù)載參數(shù)調(diào)整該交流電的輸出頻率，以控制輸出交流電的功率與設(shè)定輸出功率匹配?？刂戚敵鼋涣麟姷念l率趨近于負(fù)載模塊2的固有頻率，使得加熱功率恒定。感應(yīng)電源I應(yīng)用全風(fēng)冷感應(yīng)電源，節(jié)約水資源，避免因水路故障造成的安全隱患。
[0036]其中，感應(yīng)電源I為超音頻感應(yīng)電源，頻率范圍大約為5-40K。上述的負(fù)載參數(shù)包括交流電的電流值和/或相位。
[0037]感應(yīng)電源I包括電流檢測(cè)模塊13、計(jì)算控制電路11以及驅(qū)動(dòng)輸出電路12。
[0038]電流檢測(cè)模塊13與驅(qū)動(dòng)輸出電路12的輸出端連接，檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輸出電路12輸出端的交流電的負(fù)載參數(shù)。
[0039]計(jì)算控制電路11與電流檢測(cè)模塊13和溫控模塊3連接，其中，計(jì)算控制電路11包括計(jì)算控制單元111，根據(jù)電流檢測(cè)模塊13檢測(cè)的負(fù)載參數(shù)計(jì)算負(fù)載模塊2的等效感量，并計(jì)算等效阻抗，并根據(jù)所計(jì)算得到的等效阻抗與設(shè)定阻抗值進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)頻率的控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)輸出電路12。其中，該設(shè)定阻抗值可以根據(jù)溫控模塊3的設(shè)定輸出功率進(jìn)行計(jì)算得到。
[0040]驅(qū)動(dòng)輸出電路12與計(jì)算控制電路11和負(fù)載模塊2連接，根據(jù)計(jì)算控制電路11輸出的相應(yīng)頻率的控制信號(hào)調(diào)整輸出的交流電的頻率，使得交流電的功率與設(shè)定輸出功率匹配。其中，驅(qū)動(dòng)輸出電路12的后級(jí)為諧振單元。
[0041]負(fù)載模塊2與感應(yīng)電源I連接，用于接收感應(yīng)電源I輸出的交流電，產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，以激勵(lì)需要加熱的物體產(chǎn)生渦流，進(jìn)行加熱。負(fù)載模塊2包括感應(yīng)線圈(圖中未示出)，伺