高頻感應(yīng)加熱電源的觸發(fā)控制電路 感應(yīng)加熱電源廣泛應(yīng)用于金屬熱處理、淬火、退火、透熱、熔煉、焊接、熱套、半導(dǎo)體材料煉制、塑料熱合、烘烤和提純等場合;利用在高頻磁場作用下產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起導(dǎo)體自身發(fā)熱而進行加熱。感應(yīng)加熱與爐式加熱、燃燒加熱或者電熱絲加熱相比,具有顯著節(jié)能、非接觸、速度快、工序簡單、容易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。
在目前主流的 IGBT 式感應(yīng)加熱產(chǎn)品中,仍有較多的電路和結(jié)構(gòu)方式差異。從整流單元看有可控整流方式和不可控整流方式;從逆變單元看有脈寬調(diào)制逆變方式和斬波調(diào)壓逆變方式;從諧振輸出單元看有并聯(lián)諧振方式和串聯(lián)諧振方式。各種電路和結(jié)構(gòu)方式在效率、功率因數(shù)、可靠性等性能上各有差異。
目前產(chǎn)品普遍存在的問題及原因
雖然采用 IGBT 取代晶閘管和電子管已經(jīng)取得了很大的進步,但目前大多數(shù)生產(chǎn)廠商研制生產(chǎn)的感應(yīng)加熱電源設(shè)備仍然存在一些普遍問題,這些問題主要表現(xiàn)為:
a 效率較低、電能和冷卻水消耗大b 功率元件 IGBT 容易損壞c 電抗器或輸出變壓器容易損壞d 冷卻水回路故障較多e 功率因數(shù)較低、諧波污染大f 設(shè)備可靠連續(xù)運行性能欠佳這些問題主要是因為設(shè)計上的缺點所致,現(xiàn)針對這些問題探討其原因:
a 由于 IGBT、電抗器、輸出變壓器、諧振電容器均采取水冷結(jié)構(gòu),不僅損耗較大、效率較低,冷卻水消耗大,而且容易發(fā)生因為銅管結(jié)垢堵塞導(dǎo)致器件燒毀,也容易發(fā)生漏水導(dǎo)致故障范圍擴大等問題;且由于水路并聯(lián)支路很多,系統(tǒng)無法保證每一支路均具有斷水保護功能。
b 由于模擬式控制電路不能適應(yīng)各種變化工況,使得功率元件IGBT 脫離過零軟開關(guān)狀態(tài),因此開關(guān)損耗增加、并經(jīng)常導(dǎo)致IGBT 過熱損壞。
c 脈寬調(diào)制型(無斬波調(diào)壓)產(chǎn)品采用軟開通、硬關(guān)斷(或帶緩沖的硬關(guān)斷)電路,因此IGBT 損耗大,且這種方式容易脫離軟開關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致IGBT 損壞。
d 設(shè)備在過壓、過載、感應(yīng)圈短路或部分短路、功率元件過熱等情況下控制電路不能起到有效限制和保護作用,導(dǎo)致設(shè)備損壞。
e 并聯(lián)諧振方式的設(shè)備容易發(fā)生逆變單元過壓而損壞器件。
f 控制電路抗干擾能力差,系統(tǒng)運行不穩(wěn)定或保護限制功能容易誤動作,設(shè)備可靠性差;或設(shè)備設(shè)備由于外界因素或偶然因素保護停機后不能自動重起動。
g 整流后直接采用大容量電力電容濾波,無濾波電感或直流側(cè)IGBT 斬波電路,因此功率因數(shù)低,輸入電流諧波大;如采用電力電解電容,還有發(fā)熱、串聯(lián)均壓問題、壽命較短等缺點。