La fuente de alimentación de calentamiento por inducción ha experimentado un proceso de desarrollo del grupo electrógeno y el generador de tubo de vacío en la década de 1920, el generador de tiristores (SCR) a principios de la década de 1960, el generador de transistores a principios de la década de 1980 y el generador de transistores de potencia moderno (IGBT, MOSFET, etc. ) generador a mediados de la década de 1990.
La fuente de alimentación de calentamiento por inducción moderna se refiere a la fuente de alimentación de calentamiento por inducción con varios transistores de potencia, como MOSFET, IGBT, etc. como dispositivos de alimentación, también conocida como fuente de alimentación de calentamiento por inducción (todas) de estado sólido, inducción de "estado sólido". fuente de alimentación de calefacción que es para el viejo tiristor (SCR) y fuente de alimentación de calefacción por inducción de tubo de vacío.
El rango de frecuencia de la fuente de alimentación de calefacción inductiva es muy amplio. Una fuente de alimentación con una frecuencia inferior a 10 kHz se denomina fuente de alimentación de calefacción inductiva de frecuencia intermedia. Una fuente de alimentación con una frecuencia entre 10 y 100 kHz se denomina fuente de alimentación de calentamiento inductivo de súper audio, y una fuente de alimentación con una frecuencia superior a 100 kHz se denomina fuente de alimentación de calentamiento inductivo de alta frecuencia. De acuerdo con las características de frecuencia y la capacidad de potencia de los dispositivos de potencia SCR, MOSFET e IGBT, SCR se utiliza principalmente en el calentamiento por inducción de frecuencia intermedia. De acuerdo con el nivel de fabricación actual de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción IGBT, el nivel de fabricación internacional de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción MOSFET es de hasta 1200kW/180kHz, y el doméstico es de 10000 kW/50kHz. El nivel de fabricación internacional de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción MOSFET es de 2000kW/400kHz, el nacional es de 10~250kW/50~400kHz y 1800kW/150kHz.
La fuente de alimentación de calentamiento por inducción moderna tiene las siguientes características:
(1) La teoría básica del circuito mencionado en la parte no cambia mucho. Debido a la llegada de nuevos dispositivos de potencia, su circuito y tecnología de implementación se han desarrollado rápidamente.
(2) Los dispositivos de circuito inversor y rectificador de potencia adoptan en su mayoría dispositivos de módulo en lugar de dispositivos de potencia única. Para ampliar la potencia de salida, se utilizan dispositivos de potencia en serie, en paralelo o en serie-paralelo. Una combinación de múltiples unidades de potencia.
(3) Los dispositivos utilizados en el circuito de control y el circuito de protección se cambian del simulador original, como crystal audion, a una gran cantidad de dispositivos digitales (como comparador, flip-flop, contador, temporizador, aislador fotoeléctrico, bucle de bloqueo de fase). , etc.); el uso de un circuito integrado de propósito especial también es otra característica de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción moderna, como 15 ~ 50kW/20 ~ 50kHz MOSFET y fuente de alimentación IGBT ampliamente utilizado chip PWM integrado SG3525 y potenciómetro digital; Control de fase y chips integrados de circuito disparador TC787, TC788, CMOS-CD4536 y MPU-1016 dispositivos lógicos programables para rectificador controlable trifásico; La adopción de chip integrado simplifica el circuito de control y mejora la confiabilidad; Circuito integral proporcional (PI), bucle PLL digital circuito de seguimiento automático de frecuencia, tecnología informática de un solo chip, procesador de señal digital DSP utilizado para mejorar la calidad del control y el rendimiento del dispositivo de suministro de energía, el sistema para alcanzar ieve el control inteligente.
(4) Los nuevos elementos del circuito, como el módulo de capacitancia CDE (no inductivo), la resistencia no inductiva aplicada al circuito de amortiguación puede mejorar en gran medida el efecto de absorción; Las ferritas de potencia Mn-zn se utilizan en los circuitos de salida de potencia para reducir la pérdida y el volumen de potencia.
(5) el rango de frecuencia es amplio, de 0.1 a 400 kHz, que cubre el rango de frecuencia media, super audio y alta frecuencia; La potencia de salida varía de 15kW a 20000kW para cumplir con los requisitos de diferentes procesos de tratamiento térmico.
(6) Alta eficiencia de conversión y evidente ahorro de energía. El factor de potencia de carga del inversor de transistor puede ser cercano a 1, lo que puede reducir la potencia de entrada en un 22 % ~ 30 % y el consumo de agua de refrigeración en un 44 % ~ 70 %.
(7) Todo el dispositivo tiene una estructura compacta, un tamaño pequeño y ahorra espacio. En comparación con la fuente de alimentación del tubo de vacío, puede ahorrar entre un 66 % y un 84 %.
(8) circuito de protección perfecto y alta fiabilidad. La fuente de alimentación de calentamiento inductivo puede funcionar de manera segura en el caso de que una pieza de trabajo toque el sensor, sin carga o sobrecarga, y otras operaciones incorrectas. Las medidas de seguridad del circuito incluyen sobrecorriente del lado de CC, sobrecorriente del lado de CA, protección contra pérdida de fase, sobrevoltaje de voltaje de línea entrante y protección contra subvoltaje, frecuencia de trabajo sobre el límite y protección contra sobrelímite de potencia, etc. Las medidas de seguridad de los dispositivos incluyen: desequilibrio de corriente del puente inversor y a través, sobrecalentamiento de los dispositivos de potencia, cortocircuito del circuito de ranura, sobretensión del condensador del circuito de ranura, exceso de tensión del circuito de ranura, etc. Las medidas de seguridad del equipo incluyen Flujo de agua de refrigeración y detección de temperatura del agua de entrada y salida, protección de enclavamiento de la puerta del gabinete y fuente de alimentación, etc.
(9) No hay alto voltaje dentro o en el extremo de salida de la fuente de alimentación (en relación con la fuente de alimentación del tubo de vacío), por lo que el voltaje de trabajo es bajo y la seguridad es alta. El voltaje de funcionamiento de CC de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción del transistor de potencia de CA monofásico es de 220 ~ 250 V, el voltaje de funcionamiento de CC de la fuente de alimentación de CA trifásica es de 510 ~ 560 V, y el voltaje de funcionamiento de CC de la fuente de alimentación del tubo de vacío es de aproximadamente 14 kV.
Es preciso debido al pequeño tamaño de la fuente de alimentación de calentamiento por inducción de estado sólido, baja pérdida, alta eficiencia de conversión del inversor, fácil control y buena seguridad, ha reemplazado completamente la fuente de alimentación de tipo generador de frecuencia intermedia, en algunos campos también reemplazado la fuente de alimentación de calentamiento por inducción tipo tubo de vacío. El reemplazo de la fuente de alimentación del tubo de vacío es un sistema de ingeniería, ya sea para reemplazarlo debe tenerse en cuenta, como los requisitos del proceso de calentamiento por inducción, la productividad, la eficiencia, la seguridad, el costo, la confiabilidad y el mantenimiento, etc. Desde la perspectiva de frecuencia de uso, especialmente para aplicaciones superiores a 1000kHz, la fuente de alimentación del tubo de vacío todavía tiene un lugar. En China, la fuente de alimentación de calentamiento por inducción del tubo de vacío después de dos aspectos de la transformación tecnológica y una cantidad considerable de equipos todavía están en uso.
Las modificaciones en estos dos aspectos son las siguientes: (1) reemplazar el tiratrón (lleno de mercurio) con un rectificador de silicio de alto voltaje para realizar un rectificador de alto voltaje; (2) adoptar la regulación de voltaje de CA trifásico SCR para realizar la regulación de presión positiva del tubo de vacío, a fin de realizar una regulación suave de la potencia de salida. Este es un regulador de voltaje de CA de tiristor típico, refuerzo de transformador de ánodo, estructura de circuito rectificador de silicio de alto voltaje.
