感應加熱技術是利用電磁場在工件表面引起的渦流損耗,使工件局部加熱,可以進行淬火和金屬焊接等加工。由于工件的特性和加熱要求的不同,必須對加熱裝置的輸出功率和工作頻率加以控制,以便在一定時間內達到要求的加熱溫度和透入深度。感應加熱電源是一種AC/DC/AC變換裝置,它將工頻電能整流以后逆變成為中頻或高頻的電能,隨著電力電子器件的不斷發展,感應加熱電源能在較大的功率范圍內進行連續調節。調功的幾種方式及其特點感應加熱電路一般由三大塊組成:整流電路、逆變電路和負載電路。電流型逆變器(適用于負載并聯補償)一般都采取調節直流電壓大小的方法來調節功率。電壓型逆變器(適用于負載串聯補償)由于器件的發展,已經研究出了很多新的調節功率的方法。根據各部分電路自身的特點,功率調節主要有以下幾種方法:調壓調功、調頻(PFM)調功、脈沖密度(PDM)調功、脈寬調制(PWM)調功和輸入功率調功。
電磁感應原理及感應加熱電源的調功方法及對于串聯諧振逆變器的研究: 感應加熱電源利用電磁感應原理,通過感應線圈在被加熱的工件中產生渦流,對工件進行加熱。感應加熱具有加熱速度快,加熱效率高,溫度易于控制,容易實現自動化等諸多優點,因而在現代工業生產中得到越來越廣泛的應用,感應加熱技術也日趨成熟。針對IGBT開關損耗小,通斷速度快,工作頻率較高,元件容量大且其成本逐漸降低等優點,選用IGBT作為功率開關管。但是IGBT的開關損耗,尤其是拖尾電流在高頻開關工作狀態下引起的關斷損耗很大,限制工作頻率的提高。目前IGBT的開關頻率在零電流開關(ZCS)狀態下可工作于100 kHz頻率。采用倍頻方式逆變器輸出頻率可提高2倍,但需要額外的諧振電路,并且頻率的提高有限,器件的換流條件也較差,采用IGBT并聯分時的控制方法可以提高逆變器的開關頻率。
感應加熱電源的調功方法可分為兩類:逆變調功和直流調功。逆變調功的方法目前主要有:脈沖頻率調制法(PFM)、脈沖密度調制法(PDM)、脈沖寬度調制法(PWM)、脈沖均勻調制(PSM)等。直流調功通常采用直流斬波或相控整流來改變逆變器的輸入直流電壓的大小,從而將逆變器的功率調節轉化為對直流電壓的調節。每種調功方式都有各自的優缺點。相對這些調功方式,相位調功具有控制電路和驅動脈沖簡單,穩定工作范圍寬,響應速度快和適應性強等優點。
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