高频加热电源主电路形式的选择依据与分析

2023-03-23

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高频加热电源已广泛应用于金属冶炼，焊接、弯管、表面淬火等热加工和热处理行业。对于不同工件、不同工艺，则要求不同的电源工作频率和输出功率。高频加热电源按其工作频率不同分为400Hz一10kHz晶闸管(SCR)式半导体中频电源和100Hz一400kH电子管式高频加热电源。

采用IGBT作为开关器件，可工作在10Hz一10kHz频段，充分利用中频趋肤效应、邻近效应和圆环效应原理，通过加热器，使电能有效地转化为热能，从而达到节能的目的。采用单管IGBT模块作为开关器件在电力半导体器件中，IGBT的开关速度可以满足50kHz以下高频加热电源的要求。

它具有输人阻抗高、驱动功率小、通态损耗小等一系列优点。采用变压器藕合输出采用三相380V电网供电的单相逆变桥，其输出电压高达530V左右，若直接输出，则因谐振电容器和加热线圈上的电压，是输出电压的Q倍，Q值随负载不同，可以在3~15范围变化。使得加在加热圈上的电压太高，而必须采取降压措施。

再者，高压电容器也难以解决。采用PWM控制方式调节输出功率串联谐振逆变器的功率调节方式有2种，一是改变直流电压，二是改变功率因数。前者可根据负载情况,给出相应的频率，使逆变器始终工作在功率因数为1的状态。

通过改变直流电压来调节输出功率，此电路虽然对逆变器开关管承受的浪涌电压和浪涌电流要求不高，同时逆变器经常工作在较高的功率因数状态，流过IGBT模块的无功电流不大，这对IGBT十分有利。用改变功率因数的方法调节输出功率，具体方法为先调节输出频率使系统工作在接近谐振状态，然后调节PWM的脉冲宽度，使其达到要求输出功率。

高频加热电源