感应加热电源的现状与感应加热电源发展趋势

感应加热电源的现状与感应加热电源发展趋势中频感应加热设备的电源目前主要有两种模式：并联谐振、串联谐振，这是当前许多电炉厂家与铸造企业所共知的。并联技术成熟稳定，但耗电量偏高；串联谐振技术是我公司最新研发的中频电源，并传统并联电源节能30%，但制造成本稍高，华信电炉中频设备研发能力一直走在世界行业前沿。感应加热电源是感应加热的核心设备。感应加热电源是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制技术发展成熟的。自从感应加热技术应用于上业生产以来，人们对感应加热电源作了大量的研究，形成了多种多样的工作方式和功率控制方式。目前，感应加热电源主要存在着电能转换效率低，装置单位体积功率密度低，EMI大等缺点。为了获得较高的电能转换效率，就要求电源装置具有较高输入、输出功率因数，并实现电力电子器件的软开关，以降低开关损耗。为了获得较大的功率密度，就要求尽可能地减小电源装置的体积。为了减小系统的EMI，就要保证电源系统的电压和电流为正弦波，无高次谐波成份，电子电子器件的开关噪音小。由于目前功率控制方式及主电路拓扑结构的限制，使得在感应加热电源中同时实现以上要求变得非常困难。因此研究一种能够同时实现以上要求的、电路拓扑结构简单、功率控制方便的新型电源变得十分紧迫。一、国外感应加热电源的发展现状晶闸管的问世后，静止变频器取代了原先的中频机组，成为感应加热的主要供电设备口。上世纪七十年代，国内将可控硅感应加热电源装置进行了研究、推广和应用。进入上世纪八十年代和九十年代，随着GTO、GTR、IGBT和大功率MOSFET等全控型大功率开关器件的相继诞生，感应加热电源也不断推陈出新，朝着高功率密度和高频化方向不断发展。尤其是1983年美国GE公司发明的功率器件IGBT，在解决了其挚住问题后（由寄生NPN晶体管引起），大功率高速IGBT已成为众多加热电源的首选器件，频率高达100KHZ以上，功率高达ＭＷ级电源已可实现。1994年，日本采用IGBT研制出了1200KW，50KHZ的电流型并联逆变感应加热电源，逆变器工作于零电压开关状态，并实现了微机控制；西班牙在1993年也己报道了30KW--60KW，50--100KHZ电流型并联逆变感应加热电源；欧、美地区的其他一些国家如英国、法国、瑞士等国的系列化感应加热电源目前最大容量也达数百千瓦。二、国内感应加热电源的发展现状（４）应用范围扩大化采用感应加热方法对锻造钢坯透热，节水节电，无污染；铸造熔炼方面可以实现普通钢、特种钢、非铁金属材料的精细熔炼，同时可提高效率、无污染、金属成份可控；感应钎焊效率高，对被焊母材无损伤，适用于精度高、批量大的工件和体积大、难移动的母材局部钎焊及各类金属管材的焊接；各类零部件的表面热处理大量采用感应加热方法；钢塑材料制造、铝塑薄膜加工以及食品工业、医药工业的封口工艺也大量地采用感应加热的方式。（５）数字化控制电源的控制已经由模拟控制，模数混合控制，进入到全数字控制阶段。全数字控制是一个新的发展趋势，已经在许多功率变换设备中得到应用。但是过去数字控制在感应加热中用得较少。近两年来，电源的高性能全数字控制芯片已经开发，费用也已降到比较合理的水平，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。全数字控制的优点是：数字