IGBT高頻、超音頻、中頻感應加熱設備與可控硅并聯感應加熱設備有何優勢呢?河南星川人為您分析和解答。
1. 可控硅并聯感應加熱設備調節功率是通過調節整流可控硅的導通角實現的,在設備工作在小功率時,可控硅導通角減小,電網的功率因數就會降低。因此必須另配功率因數補償柜,增加新的投入,如果不另配功率因數補償柜,將會導致用戶配電室的功率因數補償柜電容損壞或供電變壓器發熱。用戶的投入增加,并且帶來了電源效率的損耗。
IGBT串聯感應加熱設備調節功率采用逆變側調節方式,整流電路采用二極管,整流的功率因數為100%,不需要在配電柜中另外配置設備。
2、 IGBT串聯感應加熱設備工作時,開關器件承受的反壓很小,其大小僅僅是開關器件反并聯二極管的導通壓降,非常小。
可控硅并聯電源工作時,開關器件承受承受反壓較大。由于自關斷器件可控硅承受反壓的能力很低,因此應用中需要給每個橋臂的主開關管串接同等容量的快恢復二極管,增加了損耗。
3、 IGBT串聯感應加熱設備的逆變器輸入相當于恒壓源,負載為R,L和C串聯,其輸出電壓為矩形波,電流為近似正弦波。其中的IGBT由于承受矩形電壓,故 較大,吸收電路起著關鍵作用,而對其 要求則較低。
可控硅并聯電源的逆變器輸入相當于恒流源,負載為R,L和C并聯,其輸出電流為矩形波,輸出電壓為近似正弦波。其中的可控硅承受矩形電流, 較大,有時為了減小 ,必須在電路中串聯電感以限制 ,電感增加損耗。
4、 IGBT串聯感應加熱設備在換流時,IGBT在關斷前諧振電流己經逐漸減小到零,因而關斷時間短,損耗小。(零電流變換)
可控硅并聯電源的逆變器在換流時,可控硅是在全電流運行中被強迫關斷的,電流被迫降到零以后還需加一段反壓時間,因而關斷時間較長,因此開關損耗較高。
5、 IGBT串聯感應加熱設備的逆變器由電壓源供電,在換流過程中為避免逆變器上下橋臂開關管同時導通造成電壓源短路,在控制中必須確保先關斷再開通,即必須保證死區時間的存在。
可控硅并聯電源的逆變器由電流源供電,換流時為了避免直流濾波電感Ld上產生大的感生電勢,必須保證電流連續,即換流時要遵循先開通后關斷的原則,保證重疊時間的存在。重疊時間內,雖然逆變器橋臂直通,但由于Ld比較大能夠限制電流上升率,不會造成直流電源短路,但換流過長會使系統效率降低,因此重疊時間不可過長。
6、 IGBT串聯感應加熱設備的起動較為簡單,既能自激工作,也能它激工作。我們可以利用這一點設計它激轉自激電路,容易的解決電路的起動問題。
可控硅并聯電源起動較為困難。起動前需對直流濾波大電感預充電,以保證其為電流,只能工作于自激狀態,當驅動信號頻率不等于負載固有諧振頻率時,系統就起動不起來,因此并聯諧振電源起動之前必須測定負載的固有諧振頻率。
7、 IGBT串聯感應加熱設備的逆變器由于電壓高,電流小,對槽路布局要求較低,感應加熱線圈與逆變電源的距離遠時對輸出功率的影響很小,當采用同軸電纜或將來回線絞接在一起鋪設時影響則幾乎可以不計。
可控硅并聯電源的逆變器則由于電壓低,電流大而對槽路布線要求很高。感應加熱線圈與逆變電源(尤其是諧振電容器)的距離應盡量靠近,否則兩者之間的引線的分布電感會改變負載電路的結構,對電源工作影響很大。
8、 IGBT串聯感應加熱設備在負載諧振頻率隨加熱過程不斷變化時,控制電路即使未能跟蹤其頻率變化,也只會造成負載功率因數的變化,不會發生停振或逆變顛覆等故障。
可控硅并聯電源在感應加熱過程中,負載的等效阻抗等參數會有一定的變化,因此負載的諧振頻率就會相應有變化,此時如果逆變器控制電路不能及時準確的跟蹤到負載諧振頻率,就可能使逆變器停振,甚至發生逆變顛覆的故障。因此相比可控硅并聯電源,IGBT串聯電源工作可靠性更強。
9、 IGBT串聯感應加熱設備感應線圈上的電壓和槽路電容器上的電壓,都為逆變器輸出電壓的Q倍,流過感應線圈上的電流,等于逆變器的輸出電流。
可控硅并聯電源感應線圈和槽路電容器上的電壓,都等于逆變器的輸出電壓,而流過感應線圈的電流,則都等于逆變器輸出電流的Q倍。串聯諧振電源在諧振回路損耗更低。
綜合以上的對比情況,可以看出串聯諧振電源具有工作可靠性強、槽路布局簡單、啟動方便、損耗較低等方面的優勢,采用IGBT串聯感應加熱設備將更加可靠。