พื้นฐานและการวิเคราะห์สำหรับการเลือกรูปแบบวงจรหลักของแหล่งจ่ายไฟความร้อนเหนี่ยวนำ

แหล่งจ่ายไฟความร้อนแบบเหนี่ยวนำแบ่งออกเป็น 400Hz-10kHz THYRISTOR (SCR) ประเภทเซมิคอนดักเตอร์ความถี่กลางเครื่องใช้พลังงานความถี่และ 100Hz-400kHz ประเภทท่อไฟฟ้าความร้อนความถี่สูงตามความถี่ในการทำงาน แหล่งจ่ายไฟความร้อนการเหนี่ยวนำความถี่ระดับกลางที่กล่าวถึงในบทความนี้ใช้ IGBT เป็นอุปกรณ์สลับและสามารถทำงานได้ในแถบความถี่ 10Hz-10kHz มันใช้ประโยชน์จากหลักการของเอฟเฟกต์ผิวความถี่ระดับกลางผลกระทบความใกล้ชิดและผลของวงแหวนแบบวงกลมและเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพผ่านเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของประสิทธิภาพและการประหยัดพลังงานสูง

1 วงจรหลัก

1.1 การเลือกโครงการมีรูปแบบวงจรหลายรูปแบบของแหล่งจ่ายไฟการเหนี่ยวนำและพื้นฐานการเลือกมีดังนี้:

การใช้อินเวอร์เตอร์เรโซแนนท์ซีรีส์ส่วนใหญ่มีอินเวอร์เตอร์สองประเภทที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ: เรโซแนนต์แบบขนาน (อินเวอร์เตอร์แหล่งกำเนิดปัจจุบัน) และซีรีย์เรโซแนนท์ (อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า) ในระหว่างการแลกเปลี่ยนอุปกรณ์สลับอินเวอร์เตอร์ของอินเวอร์เตอร์เรโซแนนท์แบบขนานอาจทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับได้ แต่ IGBT ไม่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับได้ หากมีการใช้ไดโอดเร็วแบบขนานเพื่อการป้องกันกระแสการไหลเวียนจะเกิดขึ้นและสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ ดังนั้นแขนสะพานแต่ละอันจะต้องเชื่อมต่อเป็นอนุกรมด้วยไดโอดวงจรการกู้คืนอย่างรวดเร็วที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากันกับอุปกรณ์สลับเพื่อทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะเพิ่มการสูญเสียในรัฐของแต่ละแขนและในเวลาเดียวกันเพิ่มต้นทุนอุปกรณ์ นอกจากนี้เนื่องจากความถี่สูงเมื่อใช้อินเวอร์เตอร์เรโซแนนท์แบบขนานนำไปสู่ระหว่างตัวเก็บประจุเรโซแนนท์และขดลวดความร้อนไม่ควรยาวเกินไปมิฉะนั้นจะส่งผลกระทบต่อพลังงานและประสิทธิภาพอย่างจริงจัง สำหรับอินเวอร์เตอร์เรโซแนนท์ซีรีส์ตะกั่วที่ยาวขึ้นจะเปลี่ยนความถี่ในการทำงานเท่านั้นและมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อความถี่และประสิทธิภาพของเอาต์พุต

2. การใช้โมดูล IGBT แบบหลอดเดี่ยวเป็นอุปกรณ์สวิตช์ระหว่างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานความเร็วการสลับของ IGBT สามารถตอบสนองความต้องการของพลังงานความร้อนเหนี่ยวนำต่ำกว่า 50kHz มันมีข้อได้เปรียบหลายชุดเช่นอิมพีแดนซ์อินพุตสูงพลังขับเคลื่อนขนาดเล็กและการสูญเสียในรัฐเล็กน้อย

3. การใช้หม้อแปลงคู่เอาต์พุตสะพานอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวขับเคลื่อนด้วยกริดพลังงาน 380V สามเฟสมีแรงดันเอาต์พุตสูงถึงประมาณ 530V หากเป็นเอาต์พุตโดยตรงแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเรโซแนนท์และขดลวดความร้อนคือ Q คูณแรงดันเอาต์พุต (ค่า Q จะแตกต่างกันไปตามโหลดตั้งแต่ 3 ถึง 15) ซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดความร้อนสูงเกินไปและต้องใช้มาตรการลดแรงดันไฟฟ้า ยิ่งไปกว่านั้นตัวเก็บประจุแรงดันไฟฟ้าสูงก็ยากที่จะแก้

4. การใช้โหมดควบคุม PWM เพื่อปรับกำลังขับมีโหมดการปรับกำลังสองโหมดสำหรับอินเวอร์เตอร์เรโซแนนท์ซีรีส์: หนึ่งคือการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า DC; อีกอย่างคือการเปลี่ยนปัจจัยพลังงาน อดีตสามารถให้ความถี่ที่สอดคล้องกันตามเงื่อนไขการโหลดเพื่อให้อินเวอร์เตอร์ทำงานอยู่ในสถานะของปัจจัยพลังงานเสมอ 1. กำลังขับถูกปรับโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า DC แม้ว่าวงจรนี้จะมีข้อกำหนดต่ำเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้ากระชับและกระแสไฟกระชากจากหลอดสวิตช์อินเวอร์เตอร์และอินเวอร์เตอร์มักจะทำงานในสถานะปัจจัยพลังงานที่สูงขึ้นกระแสปฏิกิริยาที่ไหลผ่านโมดูล IGBT นั้นมีขนาดเล็ก วิธีการเปลี่ยนปัจจัยกำลังใช้เพื่อปรับกำลังขับ วิธีการเฉพาะคือการปรับความถี่เอาต์พุตก่อนเพื่อให้ระบบทำงานในสถานะใกล้เคียงกับการสั่นพ้องจากนั้นปรับความกว้างของพัลส์ของ PWM เพื่อให้ได้พลังงานเอาต์พุตที่ต้องการ