IGBT中频炉电源

　　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。

　 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。
　　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。