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论新型数字式空冷感应加热电源的特点

时间:2013-04-12 08:57来源:洛阳科诺 作者:admin 点击:
  数字式空冷感应加热电源的整流单元为不可控整流,且直流侧采用 IGBT 斩波调压,谐振方式为输出隔离型次级串联谐振。这种电路有效提高了设备效率和功率因数、减少输入谐波、降低IGBT损耗;使得设备可以采用全空冷结构,并消除设备来自水系统的故障。
1 准确可靠的过零软开关IGBT 逆变
  高频感应加热电源一般均采用谐振软开关控制,可以大为降低IGBT 开关损耗,且实现自动跟踪谐振频率。
  有的产品直流侧没有 IGBT 斩波电路,这是一种软开通硬关断电路,或者是带缓冲的硬关断电路。这种电路的关断损耗较大,且容易脱离软开关状态。采用直流侧IGBT 斩波电路后,可以实现完全的软开通软关断,并将开通损耗和关断损耗均降至最低。
  传统控制电路采用锁相环跟踪系统谐振频率,但谐振频率较高时,影响频率跟踪的离散参数比较突出,频率较高时,锁相环精度不够,容易出现脱离软开关的状态,因此开关损耗增大,严重时导致IGBT 损坏。因此,提高控制的准确度是保证IGBT 安全运行的前提条件。
  新型 感应加热电源采用DSP 进行跟踪控制,凭借DSP 的快速处理能力,可根据不同工况进行跟踪补偿,使系统准确度大幅度提高,谐振频率和相位的跟踪误差大为降低。此外,系统采用的快速IGBT 驱动电路也有助于更准确快速的高频软开关电路的实现。
2 全空冷结构
  传统水冷设备存在两大缺陷:一是损耗大、二是容易损坏。由于水冷线圈由铜管绕制,在高频运行时,其涡流损耗非常大,损耗的能量均由水带走,这使得系统效率降低。此外,水冷管路容易发生水管结垢堵塞烧毁器件的现象。
  基于准确可靠的数字式 IGBT 软开关技术, 感应加热电源采用了全空冷结构,这样不但提高了效率,而且彻底消除设备来自水系统的故障。
  该产品为输出隔离型次级串联谐振。输出隔离有利于安全运行;由于采用数字式控制,可以做到极低的逆变直流分量,因而采取次级串联谐振方式成为可能;次级串联谐振的隔离变压器只承载有功功率,而且也采用空冷结构。整个系统从整流单元输入到谐振输出单元的效率高于95%。如果是初级谐振带隔离变压器,则因为变压器承载5-10 倍的无功功率,整个系统的效率低于90%。
  空冷设备的寿命比水冷设备更长。
3 不间断运行
  数字式产品可以采取很多措施提高产品可靠性,减少停机;最为有效的是自动重起动功能,在外界因素或偶然因素保护停机后,处理器经分析后立即自动重起动,这样对工件的加热几乎没有影响,因此设备可靠性大为提高。
  例如,如感应器冷却水压发生波动导致设备停机,模拟式设备只能等待人工恢复和再次起动,数字式感应加热电源可以在水压恢复正常时立即重起动,并回到原来的运行状态。
4 完善的限制保护措施
  在感应加热设备中,由于负载工况比较复杂,完善的限制保护措施必不可少,但限制保护措施绝不能降低设备运行可靠性。
  完善的限制保护措施应该是在有相当大的抗扰动前提下,当较大扰动发生时,设备起动限制程序,但继续保持安全运行,扰动消除后,设备即恢复正常运行,如此设备得以不间断连续运行,可靠性大为提高;只有在超出设备承受能力的情况下,设备才强制保护退出运行。
  数字式产品容易实现上述功能,而模拟式产品由于无法进行计算和判断,无法做到完善的限制保护。
5 增强功能
  由于采用了数字式, 感应加热电源可以实现很多增强功能,例如:
  a 多种运行方式,内置 PID,无需其它设备即可实现恒温度控制
  b 多种控制方式,容易实现远方控制及自动化控制
  c 工艺曲线编程功能和自动运行
  d 频率自动跟踪