IGBT中頻爐電源

　　IGBT中頻爐電源是采用新型器件IGBT (絕緣柵雙極型晶體管）串聯諧振式感應加熱電源，是一種將三相工頻電源轉換為單相中頻交流電的靜態變頻設備，適用于各種負載，中頻電源適用范圍廣泛，主要用于傳輸、熔化、焊接、淬火、回火、熱處理等金屬。近幾年來，隨著電力電子技術的高速發展，IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)由于其輸入阻抗高、工作速度快、開關頻率高、壓力降低、負載流量大、驅動電路簡單等優點，廣泛應用于各種固態電源中，以ICBT功率器件為核心，構成高效節能的中頻電源，在工業透熱熔煉領域得到大力推廣。IGBT中頻電源是老式可控硅中頻電源的更新換代產品，它具有高效節能、 無高次諧波、體積小、保養齊全、易啟動、易操作、壽命長、維修方便、維修費用低等特性，IGBT中頻熔煉爐的成果推出，依靠其技術和節能、降耗的優點， 成為中頻熔煉行業的一次巨大革命。

　 一、IGBT中頻爐電源工作原理

　　IGBT是垂直功率MOSFET在強電流、高電壓、快速終端設備等方面的自然演化。因為要達到一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道，而該通道具有很高的電阻率，從而導致功率MOSFET具有RDS(on)數值高的特點，IGBT消除了現有功率MOSFET的主要缺陷。盡管新的功率MOSFET器件使RDS(on)特性有了很大的改善，但功率導通損耗在高電平時仍比IGBT技術高很多。
　　三相工頻交流電，經主變接觸器knd接通至整流器，再經三相橋式全控整流電路，由VT1~VT6晶閘管組成的三相橋式全控整流電路整流，變為電壓可調的脈動直流電，再經平波電抗器LD濾波成平滑的直流電供給逆變電路。采用兩種結構相同的IGBT逆變器并聯構成逆變電路，可使電源負載能力提高1倍。每臺逆變器由4個IGBT(VT7~VT10或VT11~VT14)和相應的4個整流二極管(D1~D4或D5~D8)組成，與負載中的加熱頭(感應線圈)L1~L4、電熱電容c-組成單相LC并聯諧振式逆變器。由反變電路輸出的中頻交流電大電流通過加熱頭，在垂直于感應線圈軸表面上產生強烈的感應電流(僅稱渦流)，使緊貼加熱頭的金屬制品迅速發熱。
　　IGBT中頻爐電源功率的調節，是通過調節功率電位器改變整流觸發脈沖控制角，從而改變整流電路輸出直流電壓的方法。由于逆變觸發脈沖控制信號取自加載電路，因此輸出中頻頻率由負載IC并聯振蕩器的諧振頻率決定，當負載IC參數改變時，逆變器的輸出頻率也相應發生變化，起到自動調節頻率的作用。在電壓、電流檢測到的采樣信號超過預先設定的過壓、過流的整定值時，主控板內的保護電路就會工作，控制三相全控整流橋從整流區快速拉至逆變區，并將電抗器中的能量反饋回電網，同時使主交流接觸器x線圈失電切斷主電源。

　 二、IGBT設備特點

　　●節能：因IGBT中頻爐電源逆變部分采用IGBT半橋逆變，所以逆變電壓高比變通可控硅電源節能25%以上（電耗350-370度/噸）。
　　●無高次諧波干擾：因為IGBT中頻電源電源三相橋式全波整流，無相序，不產生高次諧波，不污染電網、不干擾工廠內的電子設備運行。
　　●啟動率100%:因IGBT中頻爐電源采用串聯逆變技術，所以啟動容易，徹底解決了可控硅中頻啟動困難的問題，可實現可靠的頻繁啟動，啟動成功率100%。
　　●高可靠性：本公司IGBT中頻爐電源產品采用世界名廠生產的元器件，德國西門子公司生產的IGBT晶體管、日本曰立公司生產的電解電容器。
　　●高穩定性：IGBT中頻爐電源水循環系統采用內循環冷卻系統，內循環是蒸餾水，長期使用設備內水路不結垢、不堵塞，大大降低了故障率。內置空調器使控制器件和功率器件始終工作在適宜的溫度， 確保整機的穩定性，節約維修費用。

　　●使用維修方便：IGBT中頻電源結構簡潔、控制線路保護齊全、具備完整的故障顯示功能，能夠迅速找到故障電，維修方便。

　　●功率大、頻率低、透熱性好、加熱速度快和生產效率高；高次諧波分量少，對電網的影響小；具有完備的保護電路，工作可靠性高；功率部分采用模塊化設計，方便維護。
　　●采用電壓反饋串聯諧振電路、IGBT變頻，變換效率高達90％以上；與可控硅中頻爐相比節能10％-30％，任何負載下均可100％啟動成功。
　　●具有頻率自動跟蹤的功能，在全過程中始終能夠保證高功率因數，不論輸出功率的大小，功率因數始終大于0.9。
　　●與其他傳統加熱方式相比，加熱工件氧化層少，可提高工件加工質量，節約能源和原材料，易于實現機械化、自動化和流水生產，減輕勞動強度，改善生產環境。

     三、應用范圍

　　1.黑色金屬及有色金屬坯料在軋制或鍛造之前的加熱(或冶煉)；
　　2.產品半成品，在模壓加工過程中進行中間加熱或中間退火。
　　3.其他形式的應用，如真空感應加熱；感應加熱化學熱處理；
　　4.大量應用于鍛造、冶煉、精密鑄造、熱處理、焊接、彎曲、淬火等行業。