專利名稱：高頻電磁波接駁發(fā)熱/驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻電磁波發(fā)熱/驅動裝置，特別涉及矩形脈沖方波接駁 和標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱/驅動裝置。
背景技術：
前期的高頻電磁波加熱器具是一種利用電磁感應原理對鍋體進行"渦流"加 熱的器具。這類加熱器具包括整流濾波電路、保護及溫控電路、同步電路、主電
路及驅動電路，采用定直流電壓驅動脈沖寬度的"恒流"控制方式，其鍋體Q值 低，遇有大幅度變動的特殊負載，如處理不當，電路難以諧振；同時主電路中的 功率管在強、弱功率檔每個周期都將經受諧振電容上高壓放電的浪涌電流，開關 損耗大，導致功率管嚴重發(fā)熱，甚至燒毀。現有的高頻電磁波加熱器具采用斬波 電路和大功率雙向晶閘管，可以全功率、半功率、1/4功率來輸出功率，圖l為其 電路方框圖，雖然克服了開關損耗大，功率管嚴重發(fā)熱，甚至燒毀的缺點，但仍 有干擾和浪涌電流，功率調節(jié)為階梯形；即使采用脈寬調制集成電路，但因其脈 沖波形非標準矩形，不能完全消除干擾和浪涌電流。
現行的各類熔煉爐、鍛造加熱爐、熱處理爐等使用電加熱熱源的加熱爐、都 需要空氣開關、變壓器、變流變壓器、可控硅電路、扼流圈等大型元器件，它們 自身的損耗大，工作時間受到限制；其他需要電加熱熱源的大中型鍋爐、熱水器、 烘烤爐、陶瓷制品窯爐、磚窯和水泥窯爐等動力源，也存在自身損耗大，不能完 全消除干擾和浪涌電流等缺陷。此外，電力驅動車輛的牽引動力源，如電動轎車 的電池動力源，電力機車從高壓架空電網線上獲取的電動力源等均難以完全消除
干擾和浪涌電流和浪涌電壓。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種消除干擾和浪涌電壓和浪涌電流，能準確地工 作在矩形脈沖方波或標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱/驅動裝置中，安全、穩(wěn)定、可靠、 耗損微小、發(fā)熱效率高、使用壽命可預知、功率調節(jié)速率極快，可人機接口的高 頻電磁波接駁發(fā)熱/驅動裝置。
本實用新型通過以下技術方案予以實現-.
一種高頻電磁波發(fā)熱裝置，包括中、小功率的矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置和 大功率的標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置。
所述中功率矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括變頻電源，磁阻開關，矩 形脈沖電流放大模塊，主電路，保護及溫控電路，電流電壓檢測控制電路，磁鋼 發(fā)熱體及人機接口；變頻電源的輸出端經磁阻開關、矩形脈沖電流放大模塊與主 電路的輸入端相連，所述矩形脈沖電流放大模塊的輸出端還與電壓電流檢測控制 電路的輸入端相連，所述主電路的輸出端分別與保護及溫控電路、電壓電流檢測 控制電路的輸入端相連，所述矩形脈沖電流放大模塊的反饋端與電壓電流檢測控 制電路的反饋端相連，保護及溫控電路的輸出端接磁鋼發(fā)熱體。所述小功率矩形 脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括變頻電源，磁阻開關，升壓變壓器，整形矩形 方波電路，主電路，電壓電流檢測控制電路，磁鋼發(fā)熱體及人機接口；所述變頻 電源的輸出端經磁阻開關、升壓變壓器、整形矩形方波電路與主電路的輸入端相 連，所述主電路的輸出端與升壓變壓器的輸出端共同接地，所述變頻電源的反饋 端與電流電壓檢測控制電路的反饋端相連，所述整形矩形方波電路的輸出端與主 電路的輸入端相連，所述電壓電流檢測控制電路的輸出端分別與人機接口、磁鋼
發(fā)熱體相連。所述大功率標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括整形濾波電路，磁阻開 關，標準矩形脈沖方波電流大功率模塊，主電路，保護及溫控電路，電壓電流檢 測控制電路，磁鋼發(fā)熱體及人機接口；所述整形濾波電路的輸出端經磁阻開關、 標準矩形脈沖方波電流大功率模塊與主電路的輸入端相連，所述主電路的反饋端、 整形濾波電路的反饋端均與保護及溫控電路的反饋端相連，所述整形濾波電路的 反饋端還與電壓電流檢測控制電路、標準矩形脈沖方波電流大功率模塊、磁鋼發(fā) 熱體的反饋端相連，所述電壓電流檢測控制電路的反饋端還與標準矩形脈沖方波 電流大功率模塊、磁鋼發(fā)熱體、保護及溫控電路的反饋端相連。所述主電路包括螺旋形勵磁線圈、濾波電容、諧振電容、干擾隔離磁環(huán)和由 大Q值的電磁波熱源材料制造的加熱容器，以及位于螺旋形勵磁線圈周圍用于屏蔽電磁波的坡莫合金材料；所述螺旋形勵磁線圈及并聯(lián)的諧振電容的一端與干擾隔離磁環(huán)相連，另一端與矩形脈沖電流放大模塊的輸出端相連，濾波電容跨接在 所述矩形脈沖電流放大模塊與干擾隔離磁環(huán)的輸出端之間，與所述干擾隔離磁環(huán) 的輸出端共同接地。一種高頻電磁波驅動裝置，包括矩形脈沖方波接駁驅動裝置和標準矩形脈沖 方波接駁驅動裝置。所述矩形脈沖方波接駁驅動裝置的電路包括變壓器，整形濾波電路，磁阻開 關，脈沖大功率電流放大模塊，主電路，保護及溫控電路，電壓電流檢測控制電路，脈沖電動機及人機接口；所述整形濾波電路的輸出端經磁阻開關、脈沖大功 率電流放大模塊與主電路的輸入端相連，所述整形濾波電路的反饋端均與保護及 溫控電路的反饋端相連，所述整形濾波電路的反饋端還與電壓電流檢測控制電路
的反饋端相連，所述矩形脈沖方波電流模塊與主電路的輸出端均接脈沖電動機， 所述電壓電流檢測控制電路的反饋端與脈沖電動機的反饋端相連。所述標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置為兩組矩形脈沖方波接駁驅動裝置的組 合，前一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流放大模塊輸出端經均 衡器與后一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流放大模塊輸出端相 連后接脈沖電動機，前、后兩組矩形脈沖方波接駁驅動裝置的主電路均接脈沖電 動機，所述電壓電流檢測控制電路的反饋端與脈沖電動機的反饋端相連。所述主電路包括濾波電容、諧振電容、干擾隔離磁環(huán)；所述諧振電容的一端 與干擾隔離磁環(huán)相連，另一端與脈沖大功率電流放大模塊的輸出端相連，濾波電 容跨接在所述脈沖大功率電流放大模塊與干擾隔離磁環(huán)的輸出端之間，與所述千 擾隔離磁環(huán)的輸出端共同接地。本實用新型的高頻電磁波發(fā)熱裝置消除了各種干擾和浪涌電壓及浪涌電流， 磁阻開關調節(jié)功率無階梯形及波動性，該發(fā)熱裝置采用矩形脈沖電流放大模塊、 以及用大Q值的電磁波熱源材料制造的加熱裝置和置于鉸合碟形或螺旋形勵磁線 圈下面或周圍、用以屏蔽電磁波的坡莫合金鈑材，可作為即熱式電熱水器、電幵 水壺、電爐灶、各類加熱、烘烤爐、消毒柜、蒸氣鍋爐、暖風空調等系列產品及 其它民用或工業(yè)器具的熱源；具有工作穩(wěn)安全可靠、耗損極小、發(fā)熱效率高、耗 電極少、漏電微小、工作安全、穩(wěn)定、可靠，因它可采用多個脈沖電流大功率大 模塊的集合組合來組建電路；使用壽命可預先知、功率調節(jié)速率為l(T秒，也是 可人機接口高智能化的(接駁)發(fā)熱裝置。本實用新型的高頻電磁波驅動裝置采用了能消除各種干擾和浪涌電壓及浪涌 電流的電路和結構，它能精確地工作在標準的矩形脈沖方波中、主電路的矩形脈
沖高電平的利用率以達到了極高的境界，磁阻開關調節(jié)功率無階梯形及波動性， 它的功率調節(jié)速率為10—"秒，該裝置能應用于電動轎車、電力機車等動力車輛的 牽引力動力源的改造，它具有工作穩(wěn)定安全可靠，耗損極微小、耗電和漏電微小、 無輻射、功率調節(jié)速率10—"秒，使用壽命可預先知、體積小、重量輕、造價低， 也是可進行人機接口高智能化的驅動裝置。
圖1是現有的高頻電磁波器具的電原理框圖。圖2是本實用新型的矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電原理框圖。圖3是本實用新型的標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電原理框圖。圖4本實用新型的標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置用于電力機車牽引力動力源的改造的電原理框圖。圖5本實用新型的矩形脈沖方波接駁驅動裝置用于電動轎車牽引力動力源的改造的電原理框圖。圖6是本實用新型的矩形脈沖方波接駁中功率發(fā)熱裝置的主電路原理圖。圖7是本實用新型的矩形脈沖方波接駁小功率發(fā)熱裝置的主電路原理圖。圖8是本實用新型的標準矩形脈沖方波接駁大功率發(fā)熱裝置的主電路原 理圖。圖9是本實用新型的矩形脈沖方波接駁驅動裝置的主電路原理圖。 圖10是本實用新型標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置的電路原理圖 本實用新型的優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示
和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
具體實施方式
實施例一本實施例的高頻電磁波(矩形脈沖方波接駁)小功率接駁發(fā)熱裝置的電原理框圖如圖2所示，主電路原理圖如圖6所示。在主電路3與變頻電源4 之間設有控制功率和調節(jié)電流大小的磁阻開關1、矩形脈沖電流放大模塊2。 直流電瓶5的24-48V直流電經升壓變壓器51逆變升壓至600-2000V交流電，或 220-380V交流電進入變頻電源(4)的輸出端380V或220V交流電進入變頻電源 4的輸入端，后者輸出的380V直流電通過磁阻開關1經標準矩形電流放大模 塊2放大后傳到主電路3的輸入端。在主電路3的螺旋形勵磁線圈32及并聯(lián) 的諧振電容31的一端與干擾隔離磁環(huán)34相連，另一端與矩形脈沖電流放大模塊2 的輸出端相連，濾波電容33跨接在所述矩形脈沖電流放大模塊2與干擾隔離磁環(huán) 34的輸出端之間，與干擾隔離磁環(huán)34的輸出端共同接地。在主電路3中，用大 Q值的制造的磁鋼發(fā)熱體8，以及置于螺旋形勵磁線圈32下面、用以屏蔽電 磁波的坡莫合金鈑材。當在諧振電容31出現放電的浪涌電流、磁感應強度B和磁通量0偏大(或 偏小)時，磁阻開關1的磁阻電阻將以10—n秒的速度跟蹤增大(減小)，磁 感應強度B和磁通量①極快地回到設定值。磁阻開關1和矩形脈沖電流放大模 塊2組合使放大電流倍數高達10—2600倍，且電壓220V--600V。數毫安的 小電流通過整流濾波限流，經組合放大后，使進入鉸合碟形或螺旋形勵磁線圈 32的電流變成10--600A、 10-50KHZ，并在用大Q值的磁鋼發(fā)熱體8器具內感 應發(fā)熱"渦流"，功效巨大。這樣，電路的大部分元件工作在數毫安的電流狀
態(tài)下，更穩(wěn)定、可靠、安全、損耗小。本實用新型可作為即熱式電熱水器、電 開水壺、電爐灶、各類加熱、烘烤爐、消毒柜、各類加熱及其它民用或工業(yè)用具的熱源。 實施例二本實施例的高頻電磁波(標準矩形脈沖方波)大功率接駁發(fā)熱裝置的電 原理框圖如圖3所示，主電路原理圖如圖8所示。該裝置的電路包括整形濾波電路IO、主電路3、保護及溫控電路、電壓和電流檢測電路7。在主電路3 與整形濾波電路10之間設有控制功率和調節(jié)電流大小的磁阻開關1、標準矩 形電流放大模塊11。 220V或380V交流電進入整形濾波電路10、后者輸出的 電流電壓通過磁阻開關1進入標準矩形電流放大模塊11，經放大后傳到主電 路3的輸入端，鉸合碟形或螺旋形勵磁線圈32及并聯(lián)的諧振電容31(0. 1-0. 2W) 與標準矩形電流放大模塊11的輸出端相連，它們的另一端與相連的干擾隔離磁 環(huán)34通過濾波電容33 (5PF—10uF)接到標準矩形電流放大模塊11的輸出端， 干擾隔離磁環(huán)34和濾波電容33共同接地，可有效地避免各種干擾。 實施例三本實施例的高頻電磁波(矩形脈沖方波接駁)驅動裝置的電原理框圖如圖 5所示，主電路原理圖如圖8所示。該裝置的電路包括發(fā)電機lla或電瓶lib及整形濾波電路4、主電路3、 保護及溫控電路、電壓和電流檢測電路7。在主電路3與整形濾波電路4之 間設有控制功率和調節(jié)電流大小的磁阻開關1、標準矩形電流放大模塊2和 電流電壓控制電路7。 220V以上的交流電進入整形濾波電路4，它輸出的電 流電壓通過磁阻開關1進入標準矩形電流放大模塊2，放大后輸入到脈沖電
動機10，并聯(lián)的諧振電容31 (0. 1-0. 2PF)與標準矩形電流放大模塊2的輸 出端相連結，它們與相連的干擾隔離磁環(huán)(4)通過濾波電容33 (5W—10uF) 接到標準矩形電流放大模塊2的輸出端，干擾隔離磁環(huán)34和濾波電容33共同 接地。本實施例的高頻電磁波(矩形脈沖方波接駁)驅動裝置，當諧振電容31 上出現放電的浪涌電流、磁感應強度B和磁通量O偏大(或偏小)時，磁阻 開關1的磁阻電阻將以10—"秒的速度跟蹤增大(減小)，磁感應強度B和磁 通量①極快地回到設定值。磁阻開關1和標準矩形電流放大模塊2組合使放 大電流倍數高達160--2600倍，且電壓600V或以上值。數毫安的電流，通過 整形濾波限流，經組合放大后，使進入脈沖電動機10的電流變成600A或以 上值、頻率是10-50KHz，并使脈沖電動機10的轉子和定子做高速切割磁力線 的運動、產生功效巨大轉矩。這樣，電路的大部分元件工作在數毫安的電流 狀態(tài)下，更穩(wěn)定、可靠、安全、損耗小。本實施例可作為電動轎車動力源， 具有工作穩(wěn)定安全可靠，耗損極微小、發(fā)熱效率巨大、耗電和漏電微小、無 輻射、功率調節(jié)速率1(T秒，使用壽命可預先知、體積小、重量輕、造價低， 可進行人機接口高智能化的驅動裝置等優(yōu)點。 實施例四標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置為兩組矩形脈沖方波接駁驅動裝置的組合， 是-種大功率的驅動裝置，可用于大功率電力機車等動力車輛的牽引力動力源的 改造，前一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流放大模塊2輸出端 經均衡器13與后一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流放大模塊2 輸出端相連后接脈沖電動機10，前、后兩組矩形脈沖方波接駁驅動裝置的主電路3均接脈沖電動機10，所述電壓電流檢測控制電路7的反饋端與脈沖電動機10的反饋端相連，均衡器13能起均壓均流和相位校正作用。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，如各類加熱爐、熔煉 爐、熱處理爐、蒸汽鍋爐等均可采用多重標準矩形脈沖方波大功率接駁發(fā)熱裝 置基本單元電路的組合，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。
權利要求1.一種高頻電磁波發(fā)熱裝置，其特征在于，包括中、小功率的矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置和大功率的標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置；所述中功率矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括變頻電源(4)，磁阻開關(1)，矩形脈沖電流放大模塊(2)，主電路(3)，保護及溫控電路，電流電壓檢測控制電路(7)，磁鋼發(fā)熱體(8)及人機接口(6)；變頻電源(4)的輸出端經磁阻開關(1)、矩形脈沖電流放大模塊(2)與主電路(3)的輸入端相連，所述矩形脈沖電流放大模塊(2)的輸出端還與電壓電流檢測控制電路(7)的輸入端相連，所述主電路(3)的輸出端分別與保護及溫控電路、電壓電流檢測控制電路(7)的輸入端相連，所述矩形脈沖電流放大模塊(2)的反饋端與電壓電流檢測控制電路(7)的反饋端相連，保護及溫控電路的輸出端接磁鋼發(fā)熱體(8)；所述小功率矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括變頻電源(4)，磁阻開關(1)，升壓變壓器(9)，整形矩形方波電路(10)，主電路(3)，電壓電流檢測控制電路(7)，磁鋼發(fā)熱體(8)及人機接口(6)；所述變頻電源(4)的輸出端經磁阻開關(1)、升壓變壓器(9)、整形矩形方波電路(10)與主電路(3)的輸入端相連，所述主電路(3)的輸出端與升壓變壓器(9)的輸出端共同接地，所述變頻電源(4)的反饋端與電流電壓檢測控制電路(7)的反饋端相連，所述整形矩形方波電路(10)的輸出端與主電路(3)的輸入端相連，所述電壓電流檢測控制電路(7)的輸出端分別與人機接口(6)、磁鋼發(fā)熱體(8)相連；所述大功率標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的電路包括整形濾波電路(10)，磁阻開關(1)，標準矩形脈沖方波電流大功率模塊(11)，主電路(3)，保護及溫控電路，電壓電流檢測控制電路(7)，磁鋼發(fā)熱體(8)及人機接口(6)；所述整形濾波電路(10)的輸出端經磁阻開關(1)、標準矩形脈沖方波電流大功率模塊(11)與主電路(3)的輸入端相連，所述主電路(3)的反饋端、整形濾波電路(10)的反饋端均與保護及溫控電路的反饋端相連，所述整形濾波電路(10)的反饋端還與電壓電流檢測控制電路(7)、標準矩形脈沖方波電流大功率模塊(11)、磁鋼發(fā)熱體(8)的反饋端相連，所述電壓電流檢測控制電路(7)的反饋端還與標準矩形脈沖方波電流大功率模塊(11)、磁鋼發(fā)熱體(8)、保護及溫控電路的反饋端相連。
2. 根據權利要求1所述的高頻電磁波發(fā)熱裝置，其特征在于，所述中功率 矩形脈沖方波接駁發(fā)熱裝置的主電路(3 )包括鉸合碟形或螺旋形勵磁線圈(32)、 濾波電容(33)、諧振電容(31)、干擾隔離磁環(huán)(34)和由大Q值的電磁波熱 源材料制造的加熱容器，以及位于鉸合碟形或螺旋形勵磁線圈(32)周圍用于 屏蔽電磁波的坡莫合金材料；所述鉸合碟形或螺旋形勵磁線圈(32)及并聯(lián)的 諧振電容(31)的一端與干擾隔離磁環(huán)(34)相連，另一端與矩形脈沖電流放 大模塊(2)的輸出端相連，濾波電容(33)跨接在所述矩形脈沖電流放大模塊(2)與干擾隔離磁環(huán)(34)的輸出端之間，與所述干擾隔離磁環(huán)(34)的輸出 端共同接地。
3. —種高頻電磁波驅動裝置，其特征在于，包括矩形脈沖方波接駁驅動裝 置和標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置。所述矩形脈沖方波接駁驅動裝置的電路 包括變壓器,整形濾波電路(10)，磁阻開關(1)，脈沖大功率電流放大模塊(11)， 主電路(3)，保護及溫控電路，電壓電流檢測控制電路(7)，脈沖電動機(10) 及人機接口 (6);所述整形濾波電路(10)的輸出端經磁阻開關(1)、脈沖大 功率電流放大模塊(11)與主電路(3)的輸入端相連，所述整形濾波電路(10) 的反饋端均與保護及溫控電路的反饋端相連，所述整形濾波電路(10)的反饋端還與電壓電流檢測控制電路(7)的反饋端相連，所述矩形脈沖方波電流模塊 (11)與主電路(3)的輸出端均接脈沖電動機(10)，所述電壓電流檢測控制 電路(7)的反饋端與脈沖電動機(10)的反饋端相連；所述標準矩形脈沖方波接駁驅動裝置為兩組矩形脈沖方波接駁驅動裝置的 組合，前一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流放大模塊(2)輸 出端經均衡器(13)與后一組矩形脈沖方波接駁驅動裝置中的脈沖大功率電流 放大模塊(2)輸出端相連后接脈沖電動機(10)，前、后兩組矩形脈沖方波接 駁驅動裝置的主電路(3)均接脈沖電動機(10)，所述電壓電流檢測控制電路 (7)的反饋端與脈沖電動機(10)的反饋端相連。
4.根據權利要求3所述的高頻電磁波驅動裝置，其特征在于，所述主電路 (3)包括濾波電容(33)、諧振電容(31)、干擾隔離磁環(huán)(34);所述諧振電 容(31)的一端與干擾隔離磁環(huán)(34)相連，另一端與脈沖大功率電流放大模 塊(2)的輸出端相連，濾波電容(33)跨接在所述脈沖大功率電流放大模塊(2) 與干擾隔離磁環(huán)(34)的輸出端之間，與所述干擾隔離磁環(huán)(34)的輸出端共 同接地。
專利摘要本實用新型公開了一種高頻電磁波發(fā)熱/驅動裝置，特別是一種矩形脈沖方波接駁和標準矩形脈沖方波接駁發(fā)熱/驅動裝置。該裝置的電路包括變頻電源，磁阻開關，矩形脈沖電流放大模塊，主電路，保護及溫控電路，電流電壓檢測控制電路，磁鋼發(fā)熱體或脈沖電動機。該發(fā)熱/驅動裝置可用于各類即熱式電熱水器、電開水壺、電爐灶、各類加熱、烘烤爐、消毒柜、加熱爐、熔煉爐、熱處理爐、蒸汽鍋爐或用于電動轎車、電力機車驅動裝置。能消除干擾和浪涌電壓和浪涌電流，能準確地工作在矩形脈沖方波或標準矩形脈沖方波中，安全、穩(wěn)定、可靠、耗損微小、發(fā)熱/驅動效率高、使用壽命可預知、功率調節(jié)速率極快。
文檔編號H05B6/02GK201018684SQ20062012544
公開日2008年2月6日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權日2006年11月24日
發(fā)明者沈明水 申請人:沈明水