現代の誘導加熱電源の特徴

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08/03/2020

誘導加熱電源は、1920 年代に発電機セットと真空管発電機、1960 年代初頭にサイリスタ (SCR) 発電機、1980 年代初頭にトランジスタ発電機、そして現代のパワートランジスタ発電機 (IGBT、MOSFET など) の開発プロセスを経てきました。 ) 1990 年代半ばの発電機。

現代の誘導加熱電源は、パワーデバイスとしてMOSFET、IGBTなどのさまざまなパワートランジスタを備えた誘導加熱電源を指し、（すべて）ソリッドステート誘導加熱電源、「ソリッドステート」誘導とも呼ばれます旧サイリスタ（SCR）用の加熱電源と真空管誘導加熱電源です。

誘導加熱電源の周波数範囲は非常に広いです。周波数が10kHz未満の電源は、中間周波数誘導加熱電源と呼ばれます。周波数が10～100kHzの電源をスーパーオーディオ誘導加熱電源、100kHz以上の周波数を高周波誘導加熱電源と呼びます。パワーデバイスSCR、MOSFET、IGBTの周波数特性と電力容量に応じて、SCRは主に中間周波数誘導加熱に使用されます。 IGBT 誘導加熱電源の現在の製造レベルによると、MOSFET 誘導加熱電源の国際製造レベルは最大 1200kW/180kHz であり、国内のものは 10000kW/50kHz です。 MOSFET誘導加熱電源の国際製造レベルは2000kW/400kHz、国内製造レベルは10~250kW/50~400kHz、1800kW/150kHzです。

最新の誘導加熱電源には、次の特徴があります。

(1) その部分で述べた回路の基本理論はあまり変わっていません。新しいパワーデバイスの出現により、その回路と実装技術は急速に発展しました。

(2) 電力整流器およびインバータ回路デバイスは、多くの場合、単一のパワーデバイスではなく、モジュールデバイスが採用されます。出力電力を拡大するために、直列、並列、または直並列のパワーデバイスが使用されます。複数のパワーユニットの組み合わせ。

(3) 制御回路や保護回路に使用するデバイスをクリスタルオーディオなどのオリジナルシミュレータから多数のデジタルデバイス(コンパレータ、フリップフロップ、カウンタ、タイマ、光電アイソレータ、フェーズロックループなど)に変更など); 専用集積回路の使用は、15 ~ 50kW/20 ~ 50kHz MOSFET や IGBT 電源など、最新の誘導加熱電源のもう 3525 つの特徴でもあります。統合された PWM チップ SG787 とデジタルポテンショメータ; 位相制御およびトリガー回路統合チップ TC788、TC4536、CMOS-CD1016、MPU-XNUMX プログラマブルロジックデバイス、三相制御可能な整流器用; 統合チップの採用により、制御回路が簡素化され、信頼性が向上します; 比例積分 (PI) 回路、デジタル PLL ループ周波数自動追尾回路、シングルチップコンピュータ技術、DSPデジタルシグナルプロセッサを採用し、制御の質と電源装置の性能を向上させ、インテリジェントな制御を実現します。

（4）CDE（無誘導）キャパシタンスモジュール、バッファ回路に適用される無誘導抵抗などの新しい回路要素は、吸収効果を大幅に改善できます。 Mn-zn パワーフェライトは、電力出力回路で使用され、損失と電力量を低減します。

(5) 周波数帯域が0.1kHz～400kHzと広く、中周波、スーパーオーディオ、高周波をカバーしています。さまざまな熱処理プロセスの要件を満たすために、出力は 15kW から 20000kW の範囲です。

(6) 高い変換効率と明らかな省エネ。トランジスタインバーターの負荷力率は 1 に近くなり、入力電力を 22% ~ 30% 削減し、冷却水の消費量を 44% ~ 70% 削減できます。

(7) 装置全体がコンパクト、小型、省スペースです。真空管電源と比較して、66% ~ 84% 節約できます。

(8) 万全の保護回路と高い信頼性。ワークがセンサーに接触したり、無負荷や過負荷などの誤操作が発生した場合でも、誘導加熱電源は安全に動作します。回路の安全対策には、DC 側電流過電流、AC 側電流過電流、欠相保護、入力ライン電圧過電圧、不足電圧保護、制限を超える動作周波数、電力制限保護などがあります。デバイスの安全対策インバータブリッジとスルーの電流アンバランス、パワーデバイスの過熱、スロット回路の短絡、スロット回路のコンデンサの過電圧、スロット回路の電圧の過大など。機器の安全対策には次のものが含まれます。冷却水の流れと入口と出口の水温の検出、キャビネットドアと電源の連動保護など。

(9) 電源の内部または出力端に (真空管電源に対して) 高電圧がないため、使用電圧が低く、安全性が高い。単相ACパワートランジスタ誘導加熱電源のDC動作電圧は220～250V、三相AC電源のDC動作電圧は510～560V、真空管電源のDC動作電圧は約14kV。

固体誘導加熱電源の小型化、低損失、インバーターの変換効率の高さ、制御の容易さ、安全性の良さから高精度であり、中間周波発生式電源を完全に置き換え、分野によっては置き換えもされています。真空管式誘導加熱電源です。真空管電源の交換はシステムエンジニアリングであり、誘導加熱プロセスの要件、生産性、効率、安全性、コスト、信頼性、メンテナンスなど、交換するかどうかは十分に考慮する必要があります。特に 1000kHz を超えるアプリケーションでは、真空管電源はまだ使用の余地があります。中国では、真空管誘導加熱電源は、技術変革の XNUMX つの側面とかなりの数の機器がまだ使用されています。