隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如感應加熱電源。感應加熱電源對金屬材料加熱效率最高、速度最快,且低耗環(huán)保。它已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)對金屬材料的熱加工、熱處理、熱裝配及焊接、熔煉等工藝中。感應加熱電源由兩部分組成,一部分是提供能量的交流電源,也稱變頻電源;另一部分是完成電磁感應能量轉換的感應線圈,稱感應器。
現(xiàn)代感應加熱電源是指使用各種功率晶體管(例如MOSFET,IGBT等)作為功率器件的感應加熱電源。它們也稱為(全)固態(tài)感應加熱電源。 “固態(tài)”感應加熱電源針對的是老式晶閘管(SCR)。 及真空管感應加熱電源。感應加熱電源的頻率范圍非常寬。通常,頻率低于10kHz的電源稱為中頻感應加熱電源。 10?100kHz之間的頻率稱為超音頻感應加熱電源,高于100kHz的頻率稱為高頻感應加熱。根據(jù)功率器件SCR,MOSFET和IGBT的頻率特性和功率容量,SCR主要用于中頻感應加熱。
感應加熱功率逆變器主要包括并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器。串聯(lián)逆變器的輸出可以等效于低阻抗電壓源。當兩個電壓源并聯(lián)時,相互的幅度,相位和頻率互不相同或波動,會導致大的循環(huán)電流,甚至導致逆變器設備中的電流嚴重不均。因此,串聯(lián)逆變器難以并聯(lián)擴展。對于并聯(lián)逆變器,逆變器輸入處的直流大電抗器可以充當并聯(lián)逆變器之間的電流緩沖鏈路,以便輸入處的AG / DG或DG / DG鏈路有足夠的時間來校正逆變器的偏差。直流電流,實現(xiàn)多機并聯(lián)擴展,晶體管化的超音頻,高頻電流并聯(lián)逆變器的結構大多被采用,并且易于模塊化和并聯(lián)逆變器的大容量是主要原因。
現(xiàn)代感應加熱電源控制電路和保護電路中使用的組件已從主要使用模擬設備(例如晶體管)變?yōu)榇罅繑?shù)字設備(例如比較器,觸發(fā)器,計數(shù)器,計時器,光電隔離器,鎖相環(huán)) )。使用專用集成電路也是現(xiàn)代感應加熱電源的另一個特點,例如集成PWM芯片SG3525和廣泛用于15-50kW / 20-50kHz MOSFET和IGBT電源的數(shù)字電位器;用于三相可控整流相位控制和觸發(fā)電路集成芯片TC787,TC788,CMOS-CD4536和MPU-1016可編程邏輯器件;集成芯片的使用簡化了控制電路并提高了可靠性;比例積分(PI)電路,數(shù)字鎖相環(huán)頻率自動跟蹤電路,單片機技術以及使用DSP數(shù)字信號處理器提高了電源設備的控制質量和性能,并且系統(tǒng)實現(xiàn)了智能控制。
感應加熱電源的負載對象是多種多樣的,并且逆變器和負載是有機的整體。通常,使用匹配的變壓器連接電源和負載電感器。用于高頻和超音頻電源的匹配變壓器的范圍從磁性材料到繞組。結構正在進一步優(yōu)化和完善。同時,可以使用三個無源元件來代替電路拓撲中的兩個無源元件,從而消除了變壓器并實現(xiàn)了高效,低成本的匹配。
感應加熱電源,晶閘管,晶體管和電子管都可以在中國生產(chǎn)。晶閘管電源已經(jīng)生產(chǎn)并應用了很多年。 IGBT電源因其更多的優(yōu)勢而被更多的用戶采用。 IGBT電源具有較高的電效率和較低的電壓,但價格相對較高,并且正在逐步取代電子管的高頻電源。由于其價格低廉,使用方便,便攜式小型高頻電源在中國得到了廣泛的應用,甚至進入了國外市場。
現(xiàn)代感應加熱電源具有完整的保護電路和高可靠性。當工件接觸傳感器,沒有負載或過載以及其他誤操作時,感應加熱電源可以安全運行。電路安全措施包括:DC側電流過流,AC側電流過流,缺相保護,進線電壓過壓和欠壓保護,工作頻率超限和功率超限保護等。設備的安全措施包括:不平衡和直通電流逆變橋的短路,功率裝置的過熱,儲能電路線圈的短路,儲能電路電容器的過電壓以及儲能電路電壓的超限等。設備的安全措施包括:冷卻流程進水,出水水溫檢測,柜門與電源的聯(lián)鎖保護等
在研究設計過程中,一定會有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設計過程中不斷總結經(jīng)驗,這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。