基于IGBT的熔煉爐用中頻電源的應用

【摘要】中頻電源已廣泛應用于工業加熱領域。文章結合實際討論了一種新型IG-BT感應加熱電源主電路結構及工作原理，該電源采用成熟的變頻技術，由全控型器件構成串聯諧振式逆變電路，解決了工頻加熱效果差和浪費電能等問題，具有功率調節范圍寬、頻率變化小的優點，適用于中小功率系統。

【關鍵詞】中頻電源 感應加熱 逆變 串聯諧振

1 概述

工頻加熱技術與其它各種物理加熱技術相比，確實具有較高的效率，但存在一些明顯的不足，在現代工業的金屬熔煉、熱處理、焊接等過程中，感應加熱被廣泛應用。感應加熱是根據電磁感應原理利用工件中渦流產生的熱量進行加熱的，它加熱效率高、速度快、可控性好，易于實現高溫和局部加熱。隨著電力電子技術的不斷成熟，感應加熱技術得到了迅速發展。本文設計的100kW／2500Hz中頻感應加熱電源采用IGBT串聯諧振式逆變電路，能夠實現頻率自動控制，電路結構簡單，無有害氣體排放，高效節能。

2 工作原理

整流電路采用可控的三相半橋整流，逆變器采用單相全控逆變，系統上電后，三相交流電經過整流，通過電阻限流給濾波電容充電，經延時后輸出脈沖信號將IGBT觸發導通，啟動系統工作。系統啟動后以固有頻率2500Hz產生移相控制信號使系統工作，微處理器產生的移相信號控制IGBT功率器件的導通與關斷，通過對輸出電流相位的檢測，并在輸出側串無感電容與負載實現諧振，使裝置的輸出效率最高，根據溫度的設定值和溫度的檢測值進行閉環控制，調整移相角，改變逆變器的輸出電壓實現溫度的準確控制。……