Base e analisi per la selezione della forma principale del circuito di alimentazione di riscaldamento a induzione
Gli alimentatori di riscaldamento a induzione sono classificati in alimentatori di frequenza intermedio a semiconduttore a semiconduttore a semiconduttore da 400Hz e alimentatori di riscaldamento ad alta frequenza da 100Hz-400khz in base alle loro frequenze operative. L'alimentazione di riscaldamento a induzione a frequenza intermedia menzionata in questo documento utilizza IGBT come dispositivo di commutazione e può funzionare nella banda di frequenza 10Hz-10kHz. Fa il pieno uso dei principi dell'effetto cutaneo di frequenza intermedia, dell'effetto di prossimità e dell'effetto dell'anello circolare e converte efficacemente l'energia elettrica in energia termica attraverso il riscaldatore a induzione, in modo da raggiungere lo scopo dell'elevata efficienza e del risparmio energetico.
1 circuito principale
1.1 Selezione dello schema Esistono molte forme di circuito di alimentatori di riscaldamento a induzione e la base di selezione è la seguente:
Utilizzando l'inverter risonante in serie Esistono principalmente due tipi di inverter adatti per i dispositivi di riscaldamento a induzione: risonante parallelo (inverter della sorgente di corrente) e risonante serie (inverter di tensione). Durante la commutazione, il dispositivo di commutazione dell'inverter dell'inverter risonante parallelo può resistere alla tensione inversa, ma IGBT non può resistere alla tensione inversa. Se i diodi veloci anti-paralleli vengono utilizzati per la protezione, si verificherà la corrente circolante e danneggia i dispositivi. Pertanto, ogni braccio del ponte deve essere collegato in serie con un diodo raddrizzatore di ripristino rapido con lo stesso livello di tensione del dispositivo di commutazione per resistere alla tensione inversa. Tuttavia, ciò aumenterà la perdita sullo stato di ciascun braccio e allo stesso tempo aumenterà il costo dell'attrezzatura. Inoltre, a causa dell'elevata frequenza, quando si utilizza un inverter risonante parallelo, il piombo tra il condensatore risonante e la bobina di riscaldamento non dovrebbe essere troppo lungo, altrimenti influenzerà seriamente la potenza e l'efficienza. Per l'inverter risonante della serie, un piombo più lungo cambierà solo la frequenza operativa e avrà un impatto limitato sulla frequenza e l'efficienza di uscita.
2. Utilizzando il modulo IGBT a tubo singolo come dispositivo di commutazione tra i dispositivi a semiconduttore di potenza, la velocità di commutazione di IGBT può soddisfare i requisiti di alimentatori di riscaldamento a induzione inferiori a 50kHz. Ha una serie di vantaggi come elevata impedenza di input, piccola potenza di guida e piccola perdita sullo stato.
3. Utilizzo dell'uscita accoppiata del trasformatore Un ponte inverter a fase monofase alimentato da una griglia di alimentazione a tre fasi 380 V ha una tensione di uscita alta come circa 530 V. Se è uscita direttamente, la tensione sul condensatore risonante e sulla bobina di riscaldamento è Q volte la tensione di uscita (il valore Q varia con il carico, che va da 3 a 15), che deve essere adottata la tensione sulla bobina di riscaldamento e le misure di riduzione della tensione. Inoltre, anche i condensatori ad alta tensione sono difficili da risolvere.
3 L'altro è cambiare il fattore di potenza. Il primo può fornire la frequenza corrispondente in base alla condizione di carico, in modo che l'inverter funzioni sempre nello stato del fattore di potenza 1. La potenza di uscita viene regolata modificando la tensione CC. Sebbene questo circuito abbia bassi requisiti sulla tensione di aumento e sulla corrente di aumento a carico del tubo dell'interruttore dell'inverter e l'inverter spesso funziona in uno stato di fattore di potenza più elevato, la corrente reattiva che scorre attraverso il modulo IGBT è piccola, il che è molto utile per l'IGBT. Il metodo per modificare il fattore di potenza viene utilizzato per regolare la potenza di uscita. Il metodo specifico è di regolare prima la frequenza di uscita per far funzionare il sistema in uno stato vicino alla risonanza, quindi regolare la larghezza dell'impulso di PWM per ottenere la potenza di uscita richiesta.