歡迎光臨株洲華陽機(jī)電設(shè)備有限公司官網(wǎng)!
欄目分類
新聞中心
0731-28289859
感應(yīng)加熱電源經(jīng)歷了20世紀(jì)20年代的發(fā)電機(jī)組與真空管發(fā)生器,60年代初的晶閘管(SCR)發(fā)生器,80年代初的晶體管發(fā)生器,直到90年代中期的現(xiàn)代功率晶體管(IGBT、MOSFET等)發(fā)生器這樣一個(gè)發(fā)展過程。
現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源就是指以各類功率晶體管,如MOSFET,IGBT等為功率器件的感應(yīng)加熱電源,也稱之為(全)固態(tài)感應(yīng)加熱電源,“固態(tài)”感應(yīng)加熱電源那是針對(duì)老式晶閘管(SCR)和真空管感應(yīng)加熱電源來說的。
感應(yīng)加熱電源的頻率范圍很廣,大致對(duì)頻率低于10kHz以下的電源稱中頻感應(yīng)加熱電源,頻率在10~100kHz之間的稱為超音頻感應(yīng)加熱電源,頻率高于100kHz的稱高頻感應(yīng)加熱電源。按照功率器件SCR,MOSFET和IGBT的頻率特性及功率容量來看,SCR主要應(yīng)用于中頻感應(yīng)加熱,就目前IGBT感應(yīng)加熱電源的制造水平來看,國(guó)際上達(dá)到了1200kW/180kHz,國(guó)內(nèi)為10000 kW/50kHz,MOSFET感應(yīng)加熱電源的制造水平國(guó)際為2000kW/400kHz,國(guó)內(nèi)為10~250kW/50~400kHz,1800kW/150kHz。
現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源具有如下的一些特點(diǎn):
?。?)所渉及的電路基本理論變化不大,由于新型功率器件的問世,其電路及實(shí)現(xiàn)技術(shù)有了很快的發(fā)展。
?。?)功率整流及逆變電路的器件多采用模塊器件代替單只功率器件。為了擴(kuò)大輸出功率,采用了功率器件的串聯(lián)﹑并聯(lián)﹑或串并聯(lián);多個(gè)功率單元的組合。
?。?)控制電路及保護(hù)電路所采用的器件由原來主要采用晶體三極管等模擬器件,而改為大量采用數(shù)字器件(如比較器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、光電隔離器、鎖相環(huán)等);專用集成電路的采用也是現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源的又一特點(diǎn),如15~50kW/20~50kHz的MOSFET和IGBT電源廣泛采用的集成PWM芯片SG3525及數(shù)字電位器;用于三相可控整流的相位控制與觸發(fā)電路集成芯片TC787﹑TC788﹑CMOS-CD4536和MPU-1016可編程邏輯器件;集成芯片的采用簡(jiǎn)化了控制電路,提高了可靠性;比例積分(PI)電路,數(shù)字鎖相環(huán)路頻率自動(dòng)跟蹤電路,單片計(jì)算機(jī)技術(shù),DSP數(shù)字信號(hào)處理器的采用提高了控制品質(zhì)及電源裝置的性能,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能控制。
?。?)新型電路元件如美國(guó)CDE(無感)電容模塊,無感電阻應(yīng)用于緩沖電路能大大提高吸收效果;Mn-Zn功率鐵氧體應(yīng)用于功率輸出回路減少了損耗和電源體積等。
(5)頻率范圍廣,從0.1~400kHz,這覆蓋了中頻、超音頻、高頻的范圍;輸出功率從15kW~20000kW可滿足不同熱處理工藝的要求。
(6)轉(zhuǎn)換效率高,節(jié)能明顯。對(duì)于晶體管逆變器的負(fù)載功率因數(shù)可接近于1,這可減少輸入功率22%~30%,減少冷卻水用量44%~70%。
?。?)整臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小,節(jié)省空間,與真空管電源相比可節(jié)省66%~84%。
?。?)保護(hù)電路完善,可靠性高。感應(yīng)加熱電源能夠在工件碰觸感應(yīng)器、空載或過載、以及其他誤操作情況下安全運(yùn)行。電路的安全措施有:直流側(cè)電流過流、交流側(cè)電流過流、缺相保護(hù)、進(jìn)線電壓的過壓與欠壓保護(hù)、工作頻率超限與功率超限保護(hù)等。器件的安全措施有:逆變橋電流不平衡與直通、功率器件的過熱、槽路線圈短路、槽路電容過壓、槽路電壓超限等。設(shè)備的安全措施有:冷卻水的流量與進(jìn)出口的水溫檢測(cè)、機(jī)柜門與電源的連鎖保護(hù)等。
(9)電源內(nèi)部或輸出端沒有高壓(相對(duì)于真空管電源),因而工作電壓低,安全性高。采用單相交流電工作的小功率晶體管感應(yīng)加熱電源的直流工作電壓為220~250V,采用三相交流電源的直流工作電壓為510~560V,而真空管電源的直流工作電壓為14kV左右。
正是由于固態(tài)感應(yīng)加熱電源體積小,低損耗,逆變器轉(zhuǎn)換效率高,易控制和安全性好,已經(jīng)完全取代了中頻發(fā)電機(jī)機(jī)式電源,在某些領(lǐng)域也取代了真空管式感應(yīng)加熱電源。取代真空管式電源是一個(gè)系統(tǒng)工程,是否取代要做全面考慮,如,感應(yīng)加熱工藝的要求,生產(chǎn)率,效率,安全性,費(fèi)用,可靠性和維護(hù)等,從使用頻率考慮特別是高于1000kHz的應(yīng)用,真空管電源還有一席之地。就國(guó)內(nèi)而言,真空管感應(yīng)加熱電源經(jīng)過兩個(gè)方面的技術(shù)改造還有相當(dāng)數(shù)量的設(shè)備在繼續(xù)使用。
這兩方面的改造是:(1)采用高壓硅整流器代替(充汞)閘流管實(shí)現(xiàn)高壓整流(2)采用三相可控硅交流調(diào)壓實(shí)現(xiàn)真空管陽壓調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的平滑調(diào)節(jié)。這就是典型的晶閘管交流調(diào)壓—陽極變壓器升壓—高壓硅整流器整流的電路結(jié)構(gòu)。