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IGBT中频炉电源

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所属分类:高频/中频电源

发布日期:2021-07-15 16:09:24

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  IGBT中频炉电源是采用新型器件IGBT (绝缘栅双极型晶体管)串联谐振式感应加热电源,是一种将三相工频电源转换为单相中频交流电的静态变频设备,适用于各种负载,中频电源适用范围广泛,主要用于传输、熔化、焊接、淬火、回火、热处理等金属。近几年来,随着电力电子技术的高速发展,IGBT(绝缘栅双极性晶体管)由于其输入阻抗高、工作速度快、开关频率高、压力降低、负载流量大、驱动电路简单等优点,广泛应用于各种固态电源中,以ICBT功率器件为核心,构成高效节能的中频电源,在工业透热熔炼领域得到大力推广。IGBT中频电源是老式可控硅中频电源的更新换代产品,它具有高效节能、 无高次谐波、体积小、保养齐全、易启动、易操作、寿命长、维修方便、维修费用低等特性,IGBT中频熔炼炉的成果推出,依靠其技术和节能、降耗的优点, 成为中频熔炼行业的一次巨大革命。

IGBT中频炉电源

  一、IGBT中频炉电源工作原理

  IGBT是垂直功率MOSFET在强电流、高电压、快速终端设备等方面的自然演化。因为要达到一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而该通道具有很高的电阻率,从而导致功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特点,IGBT消除了现有功率MOSFET的主要缺陷。尽管新的功率MOSFET器件使RDS(on)特性有了很大的改善,但功率导通损耗在高电平时仍比IGBT技术高很多。
IGBT中频炉电源电路图
  三相工频交流电,经主变接触器knd接通至整流器,再经三相桥式全控整流电路,由VT1~VT6晶闸管组成的三相桥式全控整流电路整流,变为电压可调的脉动直流电,再经平波电抗器LD滤波成平滑的直流电供给逆变电路。采用两种结构相同的IGBT逆变器并联构成逆变电路,可使电源负载能力提高1倍。每台逆变器由4个IGBT(VT7~VT10或VT11~VT14)和相应的4个整流二极管(D1~D4或D5~D8)组成,与负载中的加热头(感应线圈)L1~L4、电热电容c-组成单相LC并联谐振式逆变器。由反变电路输出的中频交流电大电流通过加热头,在垂直于感应线圈轴表面上产生强烈的感应电流(仅称涡流),使紧贴加热头的金属制品迅速发热。
  IGBT中频炉电源功率的调节,是通过调节功率电位器改变整流触发脉冲控制角,从而改变整流电路输出直流电压的方法。由于逆变触发脉冲控制信号取自加载电路,因此输出中频频率由负载IC并联振荡器的谐振频率决定,当负载IC参数改变时,逆变器的输出频率也相应发生变化,起到自动调节频率的作用。在电压、电流检测到的采样信号超过预先设定的过压、过流的整定值时,主控板内的保护电路就会工作,控制三相全控整流桥从整流区快速拉至逆变区,并将电抗器中的能量反馈回电网,同时使主交流接触器x线圈失电切断主电源。

  二、IGBT设备特点

  ●节能:因IGBT中频炉电源逆变部分采用IGBT半桥逆变,所以逆变电压高比变通可控硅电源节能25%以上(电耗350-370度/吨)。
  ●无高次谐波干扰:因为IGBT中频电源电源三相桥式全波整流,无相序,不产生高次谐波,不污染电网、不干扰工厂内的电子设备运行。
  ●启动率100%:因IGBT中频炉电源采用串联逆变技术,所以启动容易,彻底解决了可控硅中频启动困难的问题,可实现可靠的频繁启动,启动成功率100%。
  ●高可靠性:本公司IGBT中频炉电源产品采用世界名厂生产的元器件,德国西门子公司生产的IGBT晶体管、日本曰立公司生产的电解电容器。
  ●高稳定性:IGBT中频炉电源水循环系统采用内循环冷却系统,内循环是蒸馏水,长期使用设备内水路不结垢、不堵塞,大大降低了故障率。内置空调器使控制器件和功率器件始终工作在适宜的温度, 确保整机的稳定性,节约维修费用。

  ●使用维修方便:IGBT中频电源结构简洁、控制线路保护齐全、具备完整的故障显示功能,能够迅速找到故障电,维修方便。

  功率大、频率低、透热性好、加热速度快和生产效率高;高次谐波分量少,对电网的影响小;具有完备的保护电路,工作可靠性高;功率部分采用模块化设计,方便维护。
  采用电压反馈串联谐振电路、IGBT变频,变换效率高达90%以上;与可控硅中频炉相比节能10%-30%,任何负载下均可100%启动成功。
  具有频率自动跟踪的功能,在全过程中始终能够保证高功率因数,不论输出功率的大小,功率因数始终大于0.9。
  与其他传统加热方式相比,加热工件氧化层少,可提高工件加工质量,节约能源和原材料,易于实现机械化、自动化和流水生产,减轻劳动强度,改善生产环境。

     三、应用范围

  1.黑色金属及有色金属坯料在轧制或锻造之前的加热(或冶炼);
  2.产品半成品,在模压加工过程中进行中间加热或中间退火。
  3.其他形式的应用,如真空感应加热;感应加热化学热处理;
  4.大量应用于锻造、冶炼、精密铸造、热处理、焊接、弯曲、淬火等行业。
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