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远拓机电中频感应加热炉的发展趋势?

远拓机电 人气:13 发表时间:2020-07-31 09:41:46

 远拓机电中频感应加热炉的发展趋势?

随着电力电子功率器件的大容量化、高频化,电子技术装置的控制由模拟向数字化、智能化发展,中频感应加热炉的发展趋势呈现以下几个方面的特点。

  (1)中频感应加热炉主要采用晶闸管,中频感应加热的需要催生了新的功率器件而新的器件又反过来促进了中频感应加热炉的发展。中频由于对功率器件、相关元器件及布线、结构、接地、屏蔽都有要求,一般很难把功率做大、频率做高,因此,实现感应加热中频感应加热炉仍有许多应用基础技术需要进一步探讨。特别是新型大功率器件的问世,将进一步促进感应加热中频感应加热炉的发展。

  (2)大容量化。从电路原理角度来看,中频感应加热炉的大容量化,如几十兆瓦、几百兆瓦,都是可以实现的,但事实上大功率中频感应加热炉要受制于目前电力电子功率开关器件的限制。目前解决中频电源大容量化,有以下技术途径:①基于功率器件的串、并联方式。功率器件串联增加耐压水平,并联解决大电流问题,这种方法主要是要处理好串联器件的均压问题和并联器件的均流问题。由于电子器件制造工艺和参数离散性,所以功率器件只能进行有限的串、并联。串、并联功率器件太多,装置的可靠性就无法保证。现在工业现场运行的1000kW(1MW)~10MW的中频感应加热炉大多采用的是功率器件的串、并联技术。②中频感应加热炉的整流桥电路或逆变桥电路的桥与桥之间的串、并联。整流桥的并联可以增大电源的电流输人,整流桥串联可以提高整流输出电压,两者都对改善谐波有利。一般情况下,整流桥串、并联数越多,对改善谐波越有好处。整流桥的并联要解决的是各桥的均流问题,串联解决的是各桥间的均压问题。多逆变桥的串、并联也是常采用的技术,比单纯的功率器件串、并联提高功率更有实际意义。事实上,超大功率中频感应加热炉都是采用逆变桥组成的复合逆变桥路技术,即把原来逆变桥看作一个模块或单元,利用这些模块或单元组成新的逆变桥路。这样无疑增加了控制电路的复杂性和难度,可以采用计算机控制技术达到这种电路需要的同电压、同电流、同相位、同频率等特殊参数条件的控制需求,最终达到功率输出更大化。

  (3)目前,以晶闸管为主功率器件的中频感应加热炉仍然不会退出历史舞台,仍将垄断大功率(几千千瓦以上)中频电源领域,将是10吨、12吨、20吨炼钢或保温的主流设备。小功率晶闸管中频电源(功率容量小于1000kW)将随着对效率及炼钢质量的要求不断提高,而逐渐减小使用量,但它们在淬火、弯管等领域仍将使用一段时间。

  (4)主功率器件为IGBT及G TO的感应加热用中频电源将与主功率器件为晶闸管的中频电源展开激烈的竞争并逐渐缩小前者的市场份额。中频(频率为10~30kHz) 领域使用的中频电源将以IGBT为主要器件, 其单机容量将随着IGBT自身容量的不断扩大而不断扩大, 并获得越来越大的使用范围。高频(频率高于100kHz) 领域的感应加热电源将以MOSFET为主要器件, 伴随着MOSFET制造工艺的不断进步和突破, 以MOSFET为主功率器件的高频电源将获得广泛的应用,其容量将不断扩大。

  (5)感应加热用中频电源的冷却技术将获得较大突破,将解决水冷方式在使用中带来的漏水、水质处理等不便,但这之间也许要经过很长的时间。感应加热用中频电源的配套件将不断进步,更加标准化、系列化,给高中频电源的制造和维修带来更大的方便。

  (6)感应加热用中频电源的单机功率容量将不断扩大,有望突破10MW,其工作频率将越来越高。与感应加热用中频电源配套的限制电网干扰、保证电网绿色化的EMI抑制技术、功率因数校正技术将获得广泛应用,并进一步改善中频感应加热电源的输出波形和效率。SIT及SITH这些器件将在我国中频电源领域获得应用, 并填补我国至今没有自行开发应用这些器件制作的中频感应加热电源的空白。中频感应加热电源的启动方式、控制技术将再获得突破,并进一步提高这类电源的性能,采用新型控制策略的中频电源将获得大范围应用。

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