一种三重消磁加热集成电源的制作方法

本发明涉及一种应用于管道消磁的电源，特别涉及一种对管道进行热处理和焊接的同时，还可以进行消磁和加热等功能的集成电源。

背景技术：

1、在石油输送管道的修复和焊接使用场合时，一般情况下，由于石油输送管道长期在地下使用，会受到地磁的影响后，出现磁化现象，由于管道过长，因此磁性会非常大，在管道需要进行修复时，由于焊接使用的是电弧焊，电弧焊受到磁场的影响，导致焊接出现偏差，影响焊接质量。因此在焊接之前需要对其进行消磁，为了提高焊接质量，在焊接时，需要对管道进行预热，否则冷焊接会导致焊缝出现裂缝。这样一来就得先对修复的管道进行预热而后进行焊接，同时也需要进行预先消磁。

2、在传统的技术中，对于各种需要在热处理的同时进行焊接的带有剩磁的工件时，一般都是先对工件进行焊接前的消磁和预热工作，预热工作结束后，才能进行焊接，效率低，而且焊接时不能确保温度。因为传统的操作工艺流程是：先对工件的剩磁进行测量，先缠绕消磁机消磁电缆，根据剩磁用消磁机对工件进行消磁，再次进行测量后，根据剩磁情况需要是否继续进行消磁处理，剩磁基本为零后，去掉缠绕的消磁机消磁电缆，再把工件用电磁感应加热电缆缠绕，然后才开始对工件进行加热，在这个过程中，对于超长的工件，滞留的其它部位的磁场会再次对焊接部分的工件进行磁化，在加热温度达到要求后，开始进行焊接时，如果磁化过快过强的话，将严重影响焊接质量，可能还需要再次进行消磁。因此需要工作人员至少通过两次缠绕电缆的操作才能完成整个工艺，而且焊接质量不一定能保证。

3、这对于传统的操作工艺带来了复杂的工艺流程，需要对工件进行多次缠绕、连接和更换，而且需要采用不同的至少两套设备，对现场环境要求比较高，整体设备的成本也有很大提高。并且仍然不一定能确保焊接质量。

4、在传统的技术中，也未见到有其他设备或者装置的出现应用在前述场合从而提高相关效率和质量，并能够改进相关现有的工艺过程实现更高的精确性和经济性。

5、在一些与本技术相类似的一些技术手段中，诸如在中国发明专利申请(名称：一种电力变压器低频消磁电源公开号：cn109889055a)提供了仅仅是单一功能的某种结构的低频消磁电路，并且须与变压器联合使用，将其直接或基于相关原理而应用于本技术的技术场合，也并不可行。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种三重消磁加热集成电源，用以解决上述至少一个技术问题。

2、本发明技术方案如下：

3、一种三重消磁加热集成电源，由主电路、强磁消磁控制电路、直流消磁控制电路、交流预热控制电路和输出线圈组成,主电路、强磁消磁控制电路、直流消磁控制电路及交流预热控制电路共用至少一个输出线圈,输出线圈采用多股漆包线或者利丝线组成。

4、优选地，在主电路中，三相输入电路与端子排uvwne连接，然后端子排uvwne后端接到断路器k1的输入端，断路器k1的输出端接至整流电路br0的交流侧，无感电容ci并联接在整流电路br0的直流侧的两端；整流电路br0的正极连接到交流接触器k2的主触点一端，交流接触器k2主触点的另一侧接到二极管d0的负极；二极管d0的正极连接到电抗l0的一端，电抗l0的另一端接到整流电路br0的正极；二极管d0的正极连接至半桥绝缘栅双极型晶体管(d1)的源极，二极管d0的负极分别连接至电容cg和电容ch一端、逆变组dr1和逆变组dr2正极端以及输出继电器k3第一个触点的一端，半桥绝缘栅双极型晶体管(d1)的漏极分别连接至整流电路br0的负极、电容cg和电容ch的另一端、逆变组dr1和逆变组dr2的负极端以及输出继电器k3第二个触点的一端；所述滤波电容组c0的一端连接至断路器k1的一侧，另一端连接至整流电路br0的负端；电阻r一端连接至滤波电容组c0一端，另一端连接至整流电路br0的负端。

5、优选地，端子排由3相4线u、v、w和e，或者是3相5线u、v、w、n和e组成；整流电路br0由至少3块半桥整流模块和无感电容ci组成。

6、优选地，强磁消磁控制电路包括三相输入电路、升压电路、整流电路br0、滤波电路、放电回路、输出继电器k3和输出线圈电路，其中，三相输入电路由3相4线u、v、w和e，或者是3相5线u、v、w、n和e组成，并经过断路器k1输入到整流电路中br0，然后接上无感电容ci；所述整流电路br0由至少3块半桥整流模块和无感电容ci组成；所述滤波电路采用大电容滤波电容组c0组成，所述放电回路由电阻r组成，输出继电器k3第一个触点的另一端和第二个触点的另一端分别连接到输出线圈的两端。

7、优选地，升压电路由半桥绝缘栅双极型晶体管(d1)、电抗l0和二极管d0组成的boost电路dr0，其中，半桥绝缘栅双极型晶体管(d1)升压驱动信号由控制板输出控制信号控制，当输出升压电压达到需要的数值后，停止输出控制。

8、优选地，直流消磁控制电路由电容ch、逆变组dr1、直流隔离电容c1、变压器tr1、整流电路br1组成，其中，逆变组dr1的一个输出端连接至直流隔离电容c1的一端，逆变组dr1的另一个输出端连接至变压器tr1原边的一端，变压器tr1原边的另一端与直流隔离电容c1的另一端相连。变压器tr1副边的一端连接至整流电路br1的输入的一端，变压器tr1副边的另一端连接至整流电路br1输入的另一端；整流电路br1的正极和负极分别连接到输出线圈的两端。

9、优选地，逆变组dr1为桥式逆变拓扑结构电路，由两只全桥绝缘栅双极型晶体管igbt模块组成。

10、优选地，整流电路br1由4只二极管或者2只半桥igbt模块组成。

11、优选地，交流预热控制电路由电容cg、逆变组dr2、电容c2、变压器tr2和阻抗匹配电容c3、c4组成，其中，逆变组dr2的一个输出端连接至电容c2的一端，逆变组dr2的另一个输出端连接至变压器tr2原边的一端，变压器tr2原边的另一端与电容c2的另一端相连。变压器tr2副边的一端连接至电容c3的一端，变压器tr2副边的另一端连接至电容c4的一端，电容c3的另一端和电容c4的另一端分别连接到输出线圈的两端。

12、优选地，逆变组dr2为桥式逆变拓扑结构电路，其控制信号接到控制板的驱动板输出端，逆变组dr2由四只半桥igbt或两只全桥igbt模块组成。

13、本发明相对现有技术的有益效果：

14、本发明的技术方案可以应用在管道上，特别是在超长的钢管管路或者实心钢的工件上，采用高压直流脉冲消磁去掉大部分滞留的磁场后，继续采用低压直流消除剩余的磁性，满足在电磁感应加热的同时进行焊接，特别适合于石油化工中的管道修复，在不影响管道的应用情况下同时进行修复，提高了效率。

15、本发明涉及一种具有强磁消磁+直流消磁+交流加热消磁一体功能的集成电源，由主电路、强磁消磁控制电路、直流消磁控制电路、交流预热控制电路和输出线圈组成，由此脉冲消磁、直流消磁和电磁感应加热电路可共用一个输出线圈。在本方案中，直流消磁、交流消磁和电磁感应加热共用同一个输出电缆绕制的线圈，整体功能连续一体实现，不需要再通过人工按照功能进行重新连接和切换。电源进行工作时，选择自动工作模式，当上电后，将先进行直流升压，当电压达到要求时，将自动接通继电器，瞬间进行脉冲高压消磁，消磁电流可达数千安培，消磁时间为毫秒级，很快完成脉冲消磁；然后开始启动直流低压连续消磁、交流消磁和电磁感应加热一起进行，直流低压消磁时持续输出数百安培的直流电流进行消磁，而电磁感应输出的交流电流同时进行交流消磁，并利用电磁感应原理对具有电磁感应的工件进行加热。即直流电流消磁、交流电流消磁和电磁感应加热共用一个由输出电缆组成的消磁和加热线圈。本技术将直流脉冲消磁、直流消磁和交流消磁融入到电磁感应加热电源中，在对需要进行热处理的工件进行加热的同时，又可以对具有超强磁场的工件进行消磁，确保在加热的同时进行消磁，以便工件进行实时焊接等工作。电磁感应加热输出电流、高压脉冲消磁强度和低压直流消磁电流的参数具有连续可调功能，整个加热和消磁的过程全部可自动完成并且克服了传统技术中的诸多缺陷。