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高精度智能化空冷IGBT变频感应加热电源对比

时间:2017-11-14 08:45来源:洛阳科诺工业 作者:Admin 点击:
    洛阳科诺高精度智能化空冷IGBT变频感应加热电源电广泛应用于金属热处理、淬火、退火、透热、熔炼、焊接、热套、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合;利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与炉式加热、燃烧加热或者电热丝加热相比,具有显着节能、非接触、速度快、工序简单、容易实现自动化等优点。
    感应加热电源主要由整流单元、逆变单元、谐振输出单元、和感应器四部分组成。其中整流单元将工频三相交流电压转换成直流电压;逆变单元电能变换成为几千至上百千赫兹的高频电能;谐振输出单元一端连接逆变器,另一端连接感应器,经隔离和阻抗匹配,通过谐振的方法在感应器中产生强大的高频电流。加热时,感应器在工件中感生高频电流,因此导体迅速被加热。早期的感应加热设备中,逆变单元所需的高频逆变器件决定了装置的形式,它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用IGBT 的发展历程。
    在目前主流的 IGBT 式感应加热产品中,仍有较多的电路和结构方式差异。从整流单元看有可控整流方式和不可控整流方式;从逆变单元看有脉宽调制逆变方式和斩波调压逆变方式;从谐振输出单元看有并联谐振方式和串联谐振方式。各种电路和结构方式在效率、功率因数、可靠性等性能上各有差异。
   目前产品普遍存在的问题及原因
   虽然采用 IGBT 取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步,但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题,这些问题主要表现为:
1、效率较低、电能和冷却水消耗大
2、功率元件IGBT容易损坏
3、电抗器或输出变压器容易损坏
4、冷却水回路故障较多
5、功率因数较低、谐波污染大
6、设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致,现针对这些问题探讨其原因:
1、由于 IGBT、电抗器、输出变压器、谐振电容器均采取水冷结构,不仅损耗较大、效率较低,冷却水消耗大,而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致器件烧毁,也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题;且由于水路并联支路很多,系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
2、由于模拟式控制电路不能适应各种变化工况,使得功率元件IGBT 脱离过零软开关状态,因此开关损耗增加、并经常导致IGBT过热损坏。
3、脉宽调制型(无斩波调压)产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路,因此IGBT 损耗大,且这种方式容易脱离软开关状态导致IGBT 损坏。
4、设备在过压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用,导致设备损坏。
5、并联谐振方式的设备容易发生逆变单元过压而损坏器件。
6、控制电路抗干扰能力差,系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作,设备可靠性差;或设备设备由于外界因素或偶然因素保护停机后不能自动重起动。
7、整流后直接采用大容量电力电容滤波,无滤波电感或直流侧IGBT 斩波电路,因此功率因数低,输入电流谐波大;如采用电力电解电容,还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
洛阳科诺高精度智能化空冷IGBT变频感应加热电源的主要特点:
1、 连续长期工作制。
2、电源空冷/自冷可选,无需外接冷却水。
3、可移动式,适宜野外/室内现场,可以用推拉或吊运等方式移动。
4、电源负载一体化设计,无需再加电容柜,即开即用,高效节能。
5、感应线圈开放式设计:采用手动开合式感应器,方便安装。
6、变频/变载自适应:钢管的直径、长度、温度、加热层深度及感应线圈的变化,造成负载变化极大,感应线圈还可能空载,科诺变频电源具有变频/变载自适应的功能,负载变化后无需对电源做任何调整(不用打开电源柜门),可使电源与工件之间始终保持最佳的匹配状态,包括空载运行。
7、功率自动调节:无级调节范围10%—100%,功率与温度联动性极强,通过功率与温度自动调控系统实现加热温度的精确和稳定控制。
8、任何温度、任何负载下(带载/空载),启动速度0.2S,启动成功率100%。
9、先进的温度控制技术:内置的智能化控制系统和外部热电偶/红外测温仪反馈卓越配合,可以方便调整功率-时间参数快速升温,均匀加热。
10、全自动可视化工艺曲线:用户可自由设置电流-时间、功率-时间工艺曲线。可满足用户不同的生产工艺要求。
11、路温度控制模块:系统自带8路温度热电偶监测接口,能够多点显示温度与控制,并能够记录存储。8路温度控制模块采用航空插头连接,便于用户拆卸运输。
12、三种温控方式:分别为自动式、平均式、指定式,可由用户自由切换。自动式为在加热时控制最热的,冷却时控制最冷的热电偶;平均式为在加热时控制多路热电偶的平均温度;指定式为加热时控制指定的任意一个热电偶。
13、提供外部操作手柄:电源上电,断电,加热,停止,手动功率设置均可在外部操作手柄上操作。方便用户操作。操作手柄采用航空插头连接,便于用户拆卸运输。
14、全自动高功率因数控制:无论何种功率下,功率因数始终保持在0.90-0.95。