摘要:
    感应加热电源具有加热效率高,速度快,可控性好,易于实现高温和局部加热,易于实现机械化和自动化等优点,目前已在金属熔炼,淬火,工件透热,焊接,铸造表面热处理等行业得到广泛应用。
本设计中主要研究了中频感应加热电源及其相关技术的发展现状和趋势,设计了2.5KHz250KW可控硅中频感应加热电源的整流电路及控制电路。整流电路采用三相桥式全控整流电路,电路结构简单。控制电路采用双闭环反馈控制系统,改善信号迟滞的缺点。
利用晶闸管把50 Hz的工频变成中频电源的装置。即由三相全控整流电路把工频电流整流成直流,经过电抗器滤波后,经单相逆变桥将直流变为单相中频交流,以驱动负载。
关键词:可控硅中频电源;感应加热;逆变;保护电路;
1 加热电源简介
上世纪初,在欧洲几个发达国家,感应加热技术开始投入应用,由于技术限制,仅仅用在小
功率,小容量中频感应熔炼炉上,随着感应加热理论的不断完善,感应加热技术的不断发展,目前,感应加热技术已被广泛应用在机械制造,冶金,国防,航空航天,汽车制造及教学科研等诸多领域。主要用于有金属的熔炼铸造,热处理,焊接,烧结等方面。
1.1感应加热电源的特点及应用
途达怎么样    感应加热电源是根据电磁感应原理,利用工件中涡流产生的热量对工件进行加热。由于感应加热电源具有加热效率高,速度快,可控性好,易于实现高温和局部加热,易于实现机械化和自动化等优点,目前已在金属熔炼,淬火,工件透热,焊接,铸造表面热处理等行业得到广泛应用。在铸造方面正在迅速发展双联熔炼工艺,利用中频炉保温改性;在铸造方面,利用感应加热实现快速透热热锻,在淬火方面致力于发展大功率全固态高频电源。
1.2感应加热电源的发展阶段
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gto汽车    在五十年代前,感应加热电源主要有:感应熔炼炉,电磁倍频器,中频发电机组和电子管振荡器式高频电源。可控硅的出现标志着现代电力电子学的开始。在中频范围内,晶闸管中频加热装置已完全取代了传统的中频发电机组和电磁倍频器。
七十年代么到八十年代初,相继出现了一大批全控型电力电子半导体器件,极大的推动了电力电子学的发展。
1983年IGBT的问世进一步推动了感应加热电源的发展。IGBT具有通态压降低,开关速度快,易驱动等优点。大功率高速IGBT已成为众多加热电源的首选器件。
今后,感应加热电源技术的发展趋势主要有以下几个方面:
旗云suv    第一:功率半导体器件的大容量化、高频化将带动感应加热电源的大容量化和高频化;
    第二:髓着感应热处理生产线自动化控制程度及对电源可靠性要求的提高,感应加热电源正向智能化控制方向发展;
    第三:随着对整个电网无功及谐波污染要求的提高,具有高功率因数低谐波污染电源也将成为今后发展的一个方向;
    第四:电源和负载的最佳匹配。由于感应加热电源多用于工业现场,其运行工况比较复杂,它的负载对象也各式各样,而电源逆变器与负载是一个有机的整体,它们之间的配置方式将直接影响到电源的功率利用系数。
哈61.3感应加热电源的发展的主要因素
    感应加热电源的发展与电力电子器件的发展密切相关,而电力电子器件的发展又是半导体集成加工技术及功率半导体技术分不开的,可控硅出现后是的感应加热电源的可控性实用性得到体现。
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2感应加热电源
2.1基本工作原理
  感应加热利用导体处于交变的电磁场中产生感应电流,即涡流,所形成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺的要求,感应加热采用的电源的频率有工频(50HZ),中频(60-10000HZ),高频(高于10000HZ)。感应加热本身的物体必须是导体,感应加热能在被加热物体内部直接生热,因而热效率高,升温速度快,容易实现整体均匀加热或局部加热。
  感应加热利用交流电建立交变磁场涡流对金属工件进行感应加热,基本工作原理如图1,A为感应线圈,B为被加热工件,若线圈A中通以交流电流,则线圈A内产生随时间变化的磁场,置于交变磁场中的被加热工件B要产生感应电动势,形成涡流,这些涡流使金属工件发热,因此,感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属工件,然后在金属工件内部转换成热能,感应线圈与被加热工件不直接接触,能量是通过电磁感应传递的。