塑機螺桿電磁加熱器研究與開發(fā).pdf

1、現(xiàn)階段的螺桿擠出機普遍采用電熱圈加熱的加熱方式,它通過接觸傳導方式把熱量傳遞到料筒,但只有緊靠在料筒內側表面的熱量才能得以應用,而外側的熱量大部分散失到空氣中造成熱傳導損失,并導致環(huán)境溫度上升。另外電阻絲加熱還有一個缺點就是功率密度低,很難適用于高溫場合,為此,本課題采用電磁加熱技術來實現(xiàn)螺桿擠出機料筒加熱,具有加熱效率高、速度快、可控性好等特點。
　　本研究根據(jù)電磁加熱的原理,設計開發(fā)了適用于螺桿擠出機的10KW電磁加熱控制系統(tǒng)

2、,完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計。其中硬件電路設計包括多路直流電源、主激勵電路、全橋驅動電路、逆變電路、LC諧振電路等設計。各電路之間存在以下聯(lián)系:首先380V三相交流電通過整流濾波后輸出直流電壓,電壓通過降壓后供開關電源工作,并由變壓器輸出多路電,多路電壓通過整流后輸出多路直流電,其中一部分供激勵電路并利用其產生的PWM信號驅動光耦,光耦連接著IGBT組成的逆變電路最終通過負載LC諧振輸出正弦信號使導體產生渦流給料筒加熱。IGBT作為逆變

3、電路中的開關元件可以工作在15kHz~25kHz頻段,它由不可控三相全橋式整流電路和單向半橋電壓型逆變電路作為主電路。采用脈沖頻率調制PFM進行恒功率控制。在控制系統(tǒng)設計中采用了自帶看門狗和低電壓保護的Atmega16主控芯片,實現(xiàn)對系統(tǒng)工作電流、電網電壓、負載溫度的管理和監(jiān)控,同時充分考慮IGBT死區(qū)、驅動隔離及相應的保護。針對螺桿擠出機的料筒結構和電磁感應加熱系統(tǒng)存在的自身缺陷,在本次設計中,為了提高系統(tǒng)本身的安全性和穩(wěn)定性,采用的