一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置的制作方法

1.本实用新型涉及高频螺丝加热技术领域，具体涉及一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置。


背景技术：

2.由于螺丝生锈而导致工作无法进行，导致了工作人员因为无法拆卸而造成无法检修的问题，耽误了大量的人力物力。对于生锈螺丝拆卸使用扳手或风炮及火焊等手段，但是对于严重的生锈的螺丝却束手无策，因为过大的力度反而使螺丝被打磨掉边棱更加难以拆卸。
3.高频螺丝加热对其电源提出了一定的技术要求，从而针对技术要求设计高频螺丝加热电源的控制系统并加以实现。根据不同的应用领域，或者生产过程中不同的工艺要求，高频螺丝加热电源要输出不同的功率满足生产要求，同时还需要对系统中的不稳定具有一定的适应性，能在在各种扰动下维持和调整各种指标。例如锻坯加热时，为保证工件的出口温度，避免电网电压波动对温度的影响，电源必须具有自动调节输出电压的能力。另外，同其他自动装置一样，高频螺丝加热电源还必须具有保护电路，以免电路中出现故障时，保护电路应对故障进行及时处理，这样才能确保系统连续可靠地工作，从而保证产品质量。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，用于解决螺丝野外作业无电源，加热集中均匀、速度快，工作可靠性高等问题。
5.本实用新型技术方案是：一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，包括整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路及蓄电池组以及相应的控制保护模块；
6.所述蓄电池组用于进行供电；所述整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路依次连接；所述控制保护模块分别与直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路连接。
7.作为本实用新型的进一步方案，所述整流回路用于将交流220v电源整流成直流电源，整流回路采用电容滤波的单相不控整流电路。
8.作为本实用新型的进一步方案，所述直流控制回路采用直流pwm斩波电路，用于将整流回路输出的直流电压斩波降压至24v，提供逆变控制回路和蓄电池组所需的电源。
9.作为本实用新型的进一步方案，所述充放电控制回路包括充电单元、放电单元。
10.作为本实用新型的进一步方案，所述逆变控制回路包括绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4、二极管d1、d2、d3、d4、谐振电容c；绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4串联在一起，二极管d1、d2、d3、d4分别并联在绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4上，谐振电容c与负载回路串联。
11.作为本实用新型的进一步方案，所述负载回路包括柱形线圈、高频变压器；柱形线圈是由铜管弯制而成，柱形线圈与高频变压器连接，高频变压器采用mx0-2000锰锌铁氧体、铁芯结构的ee型高频变压器。
12.作为本实用新型的进一步方案，所述控制保护模块用于进行过热保护、过压保护、过流保护。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型增加蓄电池组，解决了解决螺丝野外作业无电源问题，本实用新型加热集中均匀、速度快，工作可靠性高。
附图说明
14.图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
16.实施例1：如图1所示，一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，包括整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路及蓄电池组以及相应的控制保护模块；
17.所述蓄电池组用于进行供电；所述整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路依次连接；所述控制保护模块分别与直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路连接。
18.作为本实用新型的进一步方案，所述整流回路用于将交流220v电源整流成直流电源，整流回路采用电容滤波的单相不控整流电路。
19.作为本实用新型的进一步方案，所述直流控制回路采用直流pwm斩波电路，用于将整流回路输出的直流电压斩波降压至24v，提供逆变控制回路和蓄电池组所需的电源。
20.作为本实用新型的进一步方案，所述充放电控制回路包括充电单元、放电单元。
21.作为本实用新型的进一步方案，所述逆变控制回路包括绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4、二极管d1、d2、d3、d4、谐振电容c；绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4串联在一起，二极管d1、d2、d3、d4分别并联在绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4上，谐振电容c与负载回路串联。
22.作为本实用新型的进一步方案，所述负载回路包括柱形线圈、高频变压器；柱形线圈是由铜管弯制而成，柱形线圈与高频变压器连接，高频变压器采用mx0-2000锰锌铁氧体、铁芯结构的ee型高频变压器。
23.作为本实用新型的进一步方案，所述控制保护模块用于进行过热保护、过压保护、过流保护。
24.本实用新型的原理是：
25.(1)负载回路，高频螺丝加热的负载通常由比较粗的铜管弯制而成一个柱形线圈，把所需加热的物体置于线圈之内加热。当线圈通以高频的交变电流，在线圈内部感生出交变的磁场，被加热工件内部产生涡流，对加热工件加热。为实现负载匹配，使用高频变压器，可以等效为电感l和电阻r串联连接的电路。为实现串联谐振电路，负载回路与电容器c串联。其谐振状态时电路的参数，功率因数为1，负载阻抗为r。
26.项目设计的装置功率为1kw，输出电源频率为50khz，输入电源为单相220v、50hz的交流电和24v蓄电池组，负载等效电感为100uh，负载等效电阻为16ω。
27.高频螺丝加热电源需要高频变压器的原因是负载阻抗通常很低，若此时电源直接给负载供电，此时负载两端的电流会超过器件所可以承受的额定值，所以只能采用降低电源的输出电压幅值，但是在电压值降低后使得输出功率达不到要求，因此要用高频变压器实现负载阻抗的匹配。
28.高频变压器采用mx0-2000锰锌铁氧体、铁芯结构的ee型高频变压器因其具有导磁率较高、体积小、耐压高、工作频率高，易散热等诸多优点而被选用。
29.(2)逆变控制回路，逆变器在高频螺丝加热电源中的地位很重要，不同逆变器拓扑的特性区别很大。由于高频螺丝加热电源的负载特性，其逆变器可以认为是谐振变换器，高频螺丝加热电源的逆变电路根据负载的结构不同可以将其分为电压型串联谐振逆变器和电流型并联谐振逆变器两类。因电流型并联谐振逆变器在发生换流的时候，其开关管会承受反压，因此，为了防止开关管发生损坏，需要在全桥逆变器的每个桥臂上面都串联一个大容量的快恢复二极管，这样相当于不能利用开关管的反并联续流二极管，需要额外添加快恢复二极管，增加了成本，而且实际应用需要使用电流容量大的电路，要求高，同时存在不能通过自激的方式启动，需要额外电路以他激的方式进行启动这样会增加高频螺丝加热电源的启动时间，也会使得整个电源系统变得复杂臃。对串联谐振逆变器与并联谐振逆变器的分析，以及综合考虑成本、应用场合等问题，项目决定选择电压型串联谐振逆变器作为高频螺丝加热拆卸装置的电路拓扑结构。
30.逆变器功率控制是高频螺丝加热拆卸装置的核心，基于上述拓扑，常用的功率控制有调频调功、脉冲密度调功和脉冲宽度调功三类。其中：
31.方式一：调节逆变开关管的开关频率，实现输出阻抗的变化从而对输出功率进行，该方式比较常用，优点是调节方法比较简单，且较容易实现软开关，但功率调节线性不好，且调节范围不大；
32.方式二：通过控制脉冲密度，从而控制功率器件的工作状态，来达到控制功率的目的，该方法较容易实现，但由于是间断加热，所以加热效果不好、工作稳定性差，同时它属于有级调功方式；
33.方式三：通过调节逆变开关管的一个周期内导通时间长短来调节输出功率，该方法等同普通开关电源的调制方法，调节线性好，范围大，但不容易实现软开关，主要分为非移相调功的pwm与移相调功的pwm，而移相调功又可以根据控制角的超前或者滞后，还分为降频式和升频式pwm控制两种方式。可取谐振电容的耐压为125v；可以选择70a/120v的igbt；
34.(3)整流回路，将交流220v电源整流成直流电源。根据项目要求的功率1kw和频率50khz，整流回路采用电容滤波的单相不控整流电路，其选型如下：
35.考虑到电路的冗余，不控桥选择10a/1000v。
36.(4)直流控制回路，采用直流pwm斩波电路，将整流回路输出的直流电压斩波降压至24v，提供逆变回路和蓄电池组所需的电源。
37.在电源设计中，滤波电容的选取原则是：t为输入电源的周期，项目设计输入的工频电的周期t＝20ms，r为负载等效电阻，r＝16ω，所以cd≥3125uf。取cd＝3200uf，电容型号
等级为3200uf/450v，而直流控制回路斩波输出侧电容型号等级为3200uf/40v。
38.(5)蓄电池组，为满足螺丝野外作业无电源，项目设计了24v直流蓄电池组，蓄电池组采用交流输出同轴联动开关，开关一经合闸即可开始工作。
39.(6)充放电控制回路，控制保护模块检测到蓄电池组电源偏低，就可以为触发充电单元进行充电。若交流输入有电源，可以为装置提供电源，同时也可以为蓄电池进行充电；若交流输入无电源，蓄电池组可提供电源为装置工作。充电单元和放电单元均为简单常用模块，放电单元采用二极管即可实现对蓄电池组的放电，充电单元需升高至28v利用电压比较器lm339和三极管tip42即可实现对蓄电池组的充电。
40.(7)控制保护模块，所述控制保护模块用于进行过热保护、过压保护、过流保护；作为本实用新型的进一步，还可以通过采集逆变模块输出的电压和电流，计算其功率，与功率设定值进行比较，送入功率调节器(主要为pi调节器)，同时对输出电流进行频率跟踪，获取其控制角和频率，再由控制保护模块实现调功功能，实现高频螺丝加热拆卸功率稳定控制，为实现装置的稳定可靠运行，还设计过热、过流和过压保护机制。
41.负载回路内加热线圈内有pt100测温探头，同时利用开关管完善的驱动保护电路即可实现过热、过流和过压保护。
42.控制保护模块的主处理器采用美国ti公司推出的c2000平台上的定点dsp芯片tms320f2808，该芯片a/d转换器模块具有16个通道、12位分辨率和流水线结构，包括前端模拟多路复用器mux、两路采样/保持s/h电路、一个转换器、内部电源基准源和其他辅助模拟电路，以及属于数字电路的可编程转换排序器、a/d结果寄存器、总线外设接口等，具有低成本、低功耗、和高性能处理能力，特别适用于需要大量数据处理的测控领域和复杂运算的电机控制领域。
43.本实用新型高频螺丝加热拆卸装置组成还包括逆变器、串行板、存储盒、模型、插头接入220v交流电压、尾端、预制线圈、工作线圈(可选)、u型线圈(可选)、工作线圈(可选)、工作手册、电源开关、电极、拇指螺丝、led。
44.具体操作步骤：电源线接入一个插座确保正确接地，220伏交流电源输入连接。将工作线圈、(或u型线圈、预制线圈、其它工作线圈)插入前端的电极处并用拇指螺丝固定到位，然后就可以转换成为高频交变磁场，应用电子在金属通过电磁感应原理，将这个磁场穿过金属，导电表面(如冻结螺母)产生振动，将电子能转换成热能，这样就可以实现螺丝快速拆卸。
45.针对不同类型螺丝采用不同线圈，具体情况如下：
46.1)使用预制线圈：预制线圈是用于加热螺母，紧固件，压胶去除，冷冻门铰链，排气管螺栓，螺栓卡车床下，传感器等，可以延长加热最终将不能通过最大燃烧时的物质。
47.松动一个≤3/4冻结，生锈腐蚀的螺丝或螺母，其步骤为
48.步骤1完成“准备”的指示。
49.步骤2按下电源开关启动仪器。
50.步骤3将预制线圈围绕冻结的螺母加热，加热时间由螺丝或被加热物大小决定，时间一般小于1分钟。然后用扳手拆卸。如果它仍然被冻结，将预制形线圈多加热2秒，然后再尝试扳手，热螺母红热状态来摆脱它的腐蚀是很有效果的。
51.2)使用u型线圈：u型线圈的形状可以执行任何其它线圈的工作，可以自定义哪个
部分的删除，修复凹痕。
52.松动一个》3/4冻结，生锈腐蚀的螺丝或螺母，其步骤为
53.步骤1完成“准备”的指示。
54.步骤2配置不同大小螺母的插座件，也就是不同螺母线圈(缠绕更多的线圈就会越快加热)。
55.步骤3将u型线圈插入到前端的的电极位置并拧紧螺丝。
56.步骤4将冻结生锈的螺母加热，只需几秒钟时间就可以了，并试图把螺母用扳手拆卸。如果它仍然冻结，应用型线圈多加热几秒。再以拧动它的腐蚀持久的螺栓。
57.热收缩冰雹/软凹陷在板材，其步骤为
58.步骤1完成“准备”的指示。
59.步骤2配置u型线圈。
60.步骤3控制线圈1/2到1英寸以上的凹痕，将它做成小圆形形状，并逐渐使它更接近的凹痕，但它保持周围以外凹痕。一旦凹缩，回型后将线圈迅速离开并用湿抹布冷却处理。如果凹痕不足修复。重复的程序，直到完全改变。
61.提示：一旦有喷烟雾释放的凹痕，立即将线圈拿开。在这一点上，油漆会开始泡沫。也要注意，在白色和浅色饰面，这些较轻的涂料往往早于较深的颜色，黄色。如果凹痕似乎并不想收缩，这可能是因为有一个折痕在金属或金属一直延伸到远方。
62.(3)使用工作线圈：工作线圈是自由的轴套，拆卸一些传感器，拆下球关节，工作结束，用于去除贴纸，贴花，图形，标志，侧面造型，和条纹。
63.步骤1完成“准备”的指示。
64.步骤2一端插入轴承的工作线圈到前端电极并拧紧螺钉。
65.步骤3工作线圈至少3圈缠绕在一起工作(更多的线圈缠绕就会越快发热)。
66.步骤4，另一端插入到开放电极并拧紧螺钉。
67.步骤5按下电源开关启动仪器。
68.步骤6加热到足以消除的扩大范围。
69.步骤7释放开关，松开两个拇指拆下轴承的耗油圈。
70.步骤8使用仪器线圈(可选)
71.(4)使用其它线圈，消除小的零件。
72.步骤1完成“准备”的指示。
73.步骤2插入仪器两端的电极和扭紧拇指螺丝。
74.步骤3按下电源开关启动仪器。
75.步骤4将启动仪器，几秒钟便可结束所删除的部分。一旦能够从开始部分剥离，将有一个地方可以拉去。使用仪器，它同时保持向外的压力，直到部分是完全删除。
76.上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：包括整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路及蓄电池组以及相应的控制保护模块；所述蓄电池组用于进行供电；所述整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路依次连接；所述控制保护模块分别与直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路连接。2.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述整流回路用于将交流220v电源整流成直流电源，整流回路采用电容滤波的单相不控整流电路。3.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述直流控制回路采用直流pwm斩波电路，用于将整流回路输出的直流电压斩波降压至24v，提供逆变控制回路和蓄电池组所需的电源。4.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述充放电控制回路包括充电单元、放电单元。5.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述逆变控制回路包括绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4、二极管d1、d2、d3、d4、谐振电容c；绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4串联在一起，二极管d1、d2、d3、d4分别并联在绝缘栅双极型晶体管q1、q2、q3、q4上，谐振电容c与负载回路串联。6.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述负载回路包括柱形线圈、高频变压器；柱形线圈是由铜管弯制而成，柱形线圈与高频变压器连接，高频变压器采用mx0-2000锰锌铁氧体、铁芯结构的ee型高频变压器。7.根据权利要求1所述的具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，其特征在于：所述控制保护模块用于进行过热保护、过压保护、过流保护。

技术总结
本实用新型提供一种具有不间断供电的高频螺丝加热拆卸装置，本实用新型包括整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路及蓄电池组以及相应的控制保护模块；蓄电池组用于进行供电；所述整流回路、直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路依次连接；所述控制保护模块分别与直流控制回路、充放电控制回路、逆变控制回路、负载回路连接。使得加热集中均匀、速度快，工作可靠性高，设计4种不同类型的线圈满足不同使用场景，通过使用高频生锈螺丝快速拆卸器，可提高检修进度，按时完成检修任务，并确保按时供电，提高生产效率。生产效率。生产效率。


技术研发人员：苗洪岩 王致 彭博 徐万友 谢高雷 严章桓 江晓波 陈廷海 田耕 李锐
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司昭通供电局
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/5/25