Dasar dan analisis untuk pemilihan bentuk sirkuit utama catu daya pemanasan induksi

Catu daya pemanas induksi diklasifikasikan menjadi 400Hz-10kHz thyristor (SCR) tipe semikonduktor. Catu daya pemanas induksi frekuensi menengah yang disebutkan dalam makalah ini menggunakan IGBT sebagai perangkat switching dan dapat bekerja dalam pita frekuensi 10Hz-10KHz. Ini memanfaatkan sepenuhnya prinsip -prinsip efek kulit frekuensi menengah, efek kedekatan dan efek cincin melingkar, dan secara efektif mengubah energi listrik menjadi energi panas melalui pemanas induksi, untuk mencapai tujuan efisiensi tinggi dan penghematan energi.

1 Sirkuit Utama

1.1 Pemilihan Skema Ada banyak bentuk sirkuit catu daya pemanas induksi, dan dasar seleksi adalah sebagai berikut:

Menggunakan seri resonansi seri terutama ada dua jenis inverter yang cocok untuk perangkat pemanas induksi: resonansi paralel (inverter sumber saat ini) dan resonansi seri (voltage inverter). Selama pergantian, perangkat switching inverter dari inverter resonansi paralel dapat menahan tegangan terbalik, tetapi IGBT tidak dapat menahan tegangan terbalik. Jika dioda cepat anti-paralel digunakan untuk perlindungan, arus yang bersirkulasi akan terjadi dan merusak perangkat. Oleh karena itu, setiap lengan jembatan harus dihubungkan secara seri dengan dioda penyearah pemulihan cepat dengan level tegangan yang sama dengan perangkat switching untuk menahan tegangan terbalik. Namun, ini akan meningkatkan kehilangan negara bagian dari masing-masing lengan dan pada saat yang sama meningkatkan biaya peralatan. Selain itu, karena frekuensi tinggi, ketika menggunakan inverter resonansi paralel, timbal antara kapasitor resonansi dan koil pemanas tidak boleh terlalu lama, jika tidak, ia akan secara serius mempengaruhi output daya dan efisiensi. Untuk seri inverter resonansi, timbal yang lebih panjang hanya akan mengubah frekuensi operasi, dan memiliki sedikit dampak pada frekuensi dan efisiensi output.

2. Menggunakan modul IGBT tabung tunggal sebagai perangkat switching di antara perangkat semikonduktor daya, kecepatan switching IGBT dapat memenuhi persyaratan pasokan daya pemanasan induksi di bawah 50kHz. Ini memiliki serangkaian keunggulan seperti impedansi input tinggi, daya penggerak kecil, dan kehilangan kecil di negara.

3. Menggunakan output gabungan transformator Jembatan inverter fase tunggal yang ditenagai oleh jaringan daya tiga fase 380V memiliki tegangan output setinggi sekitar 530V. Jika itu secara langsung output, tegangan pada kapasitor resonansi dan koil pemanas adalah q kali tegangan output (nilai q bervariasi dengan beban, mulai dari 3 hingga 15), yang membuat tegangan pada koil pemanas terlalu tinggi, dan tindakan pengurangan tegangan harus diambil. Selain itu, kapasitor tegangan tinggi juga sulit dipecahkan.

4. Menggunakan mode kontrol PWM untuk menyesuaikan daya output Ada dua mode penyesuaian daya untuk inverter resonansi seri: satu adalah mengubah tegangan DC; Yang lainnya adalah mengubah faktor daya. Yang pertama dapat memberikan frekuensi yang sesuai sesuai dengan kondisi beban, sehingga inverter selalu berfungsi dalam keadaan faktor daya 1. Daya output disesuaikan dengan mengubah tegangan DC. Meskipun sirkuit ini memiliki persyaratan rendah pada tegangan lonjakan dan arus lonjakan yang ditanggung oleh tabung sakelar inverter, dan inverter sering bekerja dalam keadaan faktor daya yang lebih tinggi, arus reaktif yang mengalir melalui modul IGBT kecil, yang sangat bermanfaat bagi IGBT. Metode mengubah faktor daya digunakan untuk menyesuaikan daya output. Metode spesifik adalah untuk terlebih dahulu menyesuaikan frekuensi output untuk membuat sistem bekerja dalam keadaan dekat dengan resonansi, dan kemudian menyesuaikan lebar pulsa PWM untuk mencapai daya output yang diperlukan.