igbt中频电源

IGBT中频电源是一种采用串联谐振式的中频感应熔炼炉电源，它的逆变器件为一种新型IGBT模块（绝缘栅双极性晶体管，德国西门子生产），它主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢、有色金属。具有熔化速度快、节能、高次谐波污染低等优点。

IGBT中频电源为一种恒功率输出电源，逆变频率时刻跟踪负载变化，达到完全谐振，加少量料即可达到满功率输出，并且始终保持不变，所以熔化速度快；因逆变部分采用串联谐振，并且逆变电压高，比普通可控硅中频节能；IGBT中频采用调频调功，整流部分采用全桥整流，电感和电容滤波，且一直工作在500V，所以IGBT中频产生高次谐波小，对电网产生污染更低。

中频感应加热电源,按其负载谐振回路的不同,可 分为串联谐振和并联谐振两大类,对应使用电压型逆变器和电流型逆变器中频电源多采用并联谐振逆变的工作方式,电路原理如图1。

其工作原理是采用三相桥式二极管 整流电路将三相交流电整流为直流电,再由 V0 组成的斩 波器构成可调的直流电源, 经平波电抗器后, 再通过 IGBT 组成的单相桥式逆变器,把直流电逆变成频率可调的单相 交流电供给感应线圈和补偿电容器组成的中频电源 它由一个 C196 内核,8KB EPROM,一个 三相波互补 SPWM 波形发生器 WFG 和一个事件处理器 阵列 EPA,内部的 A/D 转换器,有两个 16 位双向定时 器/计数器 T 1,T2和一个脉宽调制单元 PWM 等组成.它 能直接输出 SPWM 波形,从而使逆变电路控制更加简 单,外围硬件大大简化.该单片机主要用于控制和数据 处理.在控制算法上采用模糊控制算法.单片机产生载 波为 20 kHz 的 SPWM 脉冲信号,由脉宽调制信号输出, 通过驱动电路加到 IGBT 的栅极,控制逆变电路正常工作。

（1）IGBT中频电源是一种采用串联谐振式的中频感应熔炼炉，它的逆变器件为一种新型IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管，德国生产），它主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢、有色金属。它具有熔化速度快、节能、高次谐波污染低等优点。

（2）IGBT中频电源为一种恒功率输出电源，加少量料即可达到满功率输出，并且始终保持不变，所以熔化速度快；因逆变部分采用串联谐振，且逆变电压高，所有IGBT中频比普通可控硅中频节能；IGBT中频采用调频调功，整流部分采用全桥整流，电感和电容滤波，且一直工作在500V，所以IGBT中频产生高次谐波小，对电网产生污染工低。

（3）节能型IGBT晶体管中频电源比传统可控硅中频电源可节能15%-25%,节能的主要原因有以下几下方面：

A、逆变电压高，电流小，线路损耗小，此部分可节能15%左右，节能型IGBT晶体管中频电源逆变电压为2800V，而传统可控硅中频电源逆变电压仅为750V，电流小了近4倍，线路损耗大大降低。

B、功率因数高，功率因数始终大于0.98，无功损耗小，此部分比可控硅中频电源节能3%-5%。由于节能型IGBT晶体管中频电源采用了半可控整流方式，整流部分不调可控硅导通角，所以整个工作过程功率因数始终大于0.98，无功率损耗小。

（4）高次谐波干扰：高次谐波主要来自整流部分调压时可控硅产生的毛刺电压，会严重污染电网，导致其他设备无法正常工作，而节能型IGBT晶体管中频电源的整流部分 采用半可控整流方式，直流电压始终工作在最高，不调导通角，所以它不会产生高次谐波，不会污染电网、变压器，开关不发热，不会干扰工厂内其他电子设备运行。

（5）恒功率输出：可控硅中频电源采用调压调功，而节能型IGBT晶体管中频电源采用调频调功，它不受炉料多少和炉衬厚薄的影响，在整个熔炼过程中保持恒功率输出，尤其是生产不锈钢、铜、铝等不导磁物质时，更显示它的优越性，熔化速度快，炉料元素烧损少，降低铸造成本。

一、用在热处理：

1．五金工具高频淬火热处理，如；虎钳、锤、大力钳、扳手。

2．各种汽、摩配高频淬火热处理，如：曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、变速箱内的各种齿轮、各种拔叉、各种花键轴、传动半轴、各种小轴、曲柄销、各种摇臂、摇臂轴等高频淬火热处理。

3．液压元件，如：柱塞泵的柱塞、转子泵的转子、各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等高频淬火热处理。

4．各种电动工具齿轮、轴的高频淬火热处理。

5．各种木工工具，如：斧头、刨刀等热处理。

焊接行业：

1．各种车刀、刨刀、铣刀等机加工刃具的焊接。

2．各种金钢石工具的焊接，如：金钢石锯片、金钢石钻具的焊接。

3．各种一字型钎头、柱齿钎头、燕型煤钻头、铆杆钻头。

4．各种采煤机截齿的焊接、各种掘机截齿的焊接。

5．各种机械用刀具的焊接。

三．锻压行业：

1．各种标准件，非标准件的热墩。

2．钳子、扳手等五金工具的锻前加热等。

3．钎具、钎尾尾柄、锥体、钎头锻造等。

4．不锈钢容器的挤压成型。

(1)IGBT 管由于有漏栅寄生电 容的密勒效应,能引起意外的尖峰电压损害管子,所以应 用时让栅极电路的阻抗足够低以尽量消除其负面影响;

(2) 栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对 IGBT 的开通过程,驱 动脉冲的波形有很大影响.应用时应综合考虑;

(3)应采 用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率,从而抑制器

(4)在工作 件的 dv/d 和 ce的峰值,达到短路保护的目的; 电流较大的情况下,为了减小关断过电压,应尽量减小主 电路的布线电感,吸收电容器应采用低感型。