感應(yīng)加熱電源的現(xiàn)狀與感應(yīng)加熱電源發(fā)展趨勢

感應(yīng)加熱電源的現(xiàn)狀與感應(yīng)加熱電源發(fā)展趨勢中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的電源目前主要有兩種模式：并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振，這是當(dāng)前許多電爐廠家與鑄造企業(yè)所共知的。并聯(lián)技術(shù)成熟穩(wěn)定，但耗電量偏高；串聯(lián)諧振技術(shù)是我公司最新研發(fā)的中頻電源，并傳統(tǒng)并聯(lián)電源節(jié)能30%，但制造成本稍高，華信電爐中頻設(shè)備研發(fā)能力一直走在世界行業(yè)前沿。感應(yīng)加熱電源是感應(yīng)加熱的核心設(shè)備。感應(yīng)加熱電源是隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展成熟的。自從感應(yīng)加熱技術(shù)應(yīng)用于上業(yè)生產(chǎn)以來，人們對感應(yīng)加熱電源作了大量的研究，形成了多種多樣的工作方式和功率控制方式。目前，感應(yīng)加熱電源主要存在著電能轉(zhuǎn)換效率低，裝置單位體積功率密度低，EMI大等缺點(diǎn)。為了獲得較高的電能轉(zhuǎn)換效率，就要求電源裝置具有較高輸入、輸出功率因數(shù)，并實(shí)現(xiàn)電力電子器件的軟開關(guān)，以降低開關(guān)損耗。為了獲得較大的功率密度，就要求盡可能地減小電源裝置的體積。為了減小系統(tǒng)的EMI，就要保證電源系統(tǒng)的電壓和電流為正弦波，無高次諧波成份，電子電子器件的開關(guān)噪音小。由于目前功率控制方式及主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制，使得在感應(yīng)加熱電源中同時實(shí)現(xiàn)以上要求變得非常困難。因此研究一種能夠同時實(shí)現(xiàn)以上要求的、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、功率控制方便的新型電源變得十分緊迫。一、國外感應(yīng)加熱電源的發(fā)展現(xiàn)狀晶閘管的問世后，靜止變頻器取代了原先的中頻機(jī)組，成為感應(yīng)加熱的主要供電設(shè)備口。上世紀(jì)七十年代，國內(nèi)將可控硅感應(yīng)加熱電源裝置進(jìn)行了研究、推廣和應(yīng)用。進(jìn)入上世紀(jì)八十年代和九十年代，隨著GTO、GTR、IGBT和大功率MOSFET等全控型大功率開關(guān)器件的相繼誕生，感應(yīng)加熱電源也不斷推陳出新，朝著高功率密度和高頻化方向不斷發(fā)展。尤其是1983年美國GE公司發(fā)明的功率器件IGBT，在解決了其摯住問題后（由寄生NPN晶體管引起），大功率高速IGBT已成為眾多加熱電源的首選器件，頻率高達(dá)100KHZ以上，功率高達(dá)ＭＷ級電源已可實(shí)現(xiàn)。1994年，日本采用IGBT研制出了1200KW，50KHZ的電流型并聯(lián)逆變感應(yīng)加熱電源，逆變器工作于零電壓開關(guān)狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)了微機(jī)控制；西班牙在1993年也己報道了30KW--60KW，50--100KHZ電流型并聯(lián)逆變感應(yīng)加熱電源；歐、美地區(qū)的其他一些國家如英國、法國、瑞士等國的系列化感應(yīng)加熱電源目前最大容量也達(dá)數(shù)百千瓦。二、國內(nèi)感應(yīng)加熱電源的發(fā)展現(xiàn)狀（４）應(yīng)用范圍擴(kuò)大化采用感應(yīng)加熱方法對鍛造鋼坯透熱，節(jié)水節(jié)電，無污染；鑄造熔煉方面可以實(shí)現(xiàn)普通鋼、特種鋼、非鐵金屬材料的精細(xì)熔煉，同時可提高效率、無污染、金屬成份可控；感應(yīng)釬焊效率高，對被焊母材無損傷，適用于精度高、批量大的工件和體積大、難移動的母材局部釬焊及各類金屬管材的焊接；各類零部件的表面熱處理大量采用感應(yīng)加熱方法；鋼塑材料制造、鋁塑薄膜加工以及食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)的封口工藝也大量地采用感應(yīng)加熱的方式。（５）數(shù)字化控制電源的控制已經(jīng)由模擬控制，模數(shù)混合控制，進(jìn)入到全數(shù)字控制階段。全數(shù)字控制是一個新的發(fā)展趨勢，已經(jīng)在許多功率變換設(shè)備中得到應(yīng)用。但是過去數(shù)字控制在感應(yīng)加熱中用得較少。近兩年來，電源的高性能全數(shù)字控制芯片已經(jīng)開發(fā)，費(fèi)用也已降到比較合理的水平，歐美已有多家公司開發(fā)并制造出開關(guān)變換器的數(shù)字控制芯片及軟件。全數(shù)字控制的優(yōu)點(diǎn)是：數(shù)字