力華動態(tài)
根據(jù)加熱物質(zhì)對象及噸位不同,電源的功率容量可以從數(shù)百伏安到幾十兆伏安不等。擴(kuò)展感應(yīng)加熱電源的功率容量是感應(yīng)加熱技術(shù)及應(yīng)用前景的關(guān)鍵,主要可以通過如下途徑提升加熱的功率容量。
?。?)提高單體半導(dǎo)體功率器件的容量。根據(jù)被加熱工件工沉的具體要求,正確選擇目前國內(nèi)外功率容量大的單體模塊。在頻率2kHz以下的中頻感應(yīng)加熱電源,可選門極關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成門換流晶閘管(IGCT)等優(yōu)良半導(dǎo)體器件,日本三菱、日立、瑞士ABB等公司IGCT單體模塊可成為商品的已有4000A/6000V產(chǎn)品,功率容量在20MV.A以上。GTO的產(chǎn)品有10 000Al9000v產(chǎn)品,可能突破10 000A/12 000V,功率容量約100MV.A。
在高頻感應(yīng)加熱電源可選用IGBT絕緣柵雙極型晶體管和IEGT電子注入增強(qiáng)柵晶體管,IEGT是一種新型IGBT模塊,它兼有IGBT和GTO的優(yōu)點,低的飽和壓降、低的柵極驅(qū)動功率、寬的工作安全區(qū)和高的工作頻率。工作頻率150kHz、電壓6500V、電流3600A的IGBT模塊在德國英飛凌公司已研制成功。一種高性價比、高效、高可靠性的第6代IGBT模塊在日本三菱研制成功,對于相同功率容量的IGBT,開通損耗比第5代降低20%,結(jié)溫降低25℃,續(xù)流二極管比第5代降低21℃,集電極電流密度J。與飽和壓降V cesa.及關(guān)斷損耗Eoff乘積之比,即,。/Vcesa。Eoff比第5代降低30%,可降低散熱系統(tǒng)的體積、質(zhì)量和成本,這種優(yōu)良性能的IGBT模塊對感應(yīng)如熱電源及其他電力電子裝置的發(fā)展具有很大的潛力和意義。IECT單模塊目前的水平是1000A]
4500V。IGCT與GTO、IGCT與IGBT、IECT與IGBT之間的競爭將給21世紀(jì)感應(yīng)加熱電源及其他電力開關(guān)變換器的發(fā)展帶來新的生機(jī)。
(2)采用串、并聯(lián)功率器件提高容量。當(dāng)使用單體電力半導(dǎo)體功率器件模塊不能滿足感應(yīng)加熱電源輸出功率時,需要采用功率器件串、并聯(lián)工作方式,以提高輸出電壓或電流,提升加熱電源的功率容量,比如在高頻、大功率感應(yīng)加熱電源中使用場效應(yīng)晶體管模塊( MOSFET),需要串、并聯(lián)器件以提升功率容量。功率器件串聯(lián)使用時,必須妥善解決好器件間均壓問題;功率器件并聯(lián)使用時,必須妥善解決好器件間均流問題,同時還需對器件的參數(shù)進(jìn)行測試、篩選、配對使用,無論是串聯(lián)還是并聯(lián)使用,要盡量選配參數(shù)一致的功率器件進(jìn)行串、并聯(lián)。用于串、并聯(lián)的功率器件還應(yīng)根據(jù)串、并聯(lián)個數(shù)實行降額使用,以提高加熱電源的可靠性。
?。?)多臺感應(yīng)加熱電源并聯(lián)擴(kuò)容。功率器件串、并聯(lián)數(shù)目受器件參數(shù)離散性導(dǎo)致可靠性下降及控制驅(qū)動復(fù)雜的制約。在器件串、并聯(lián)不能滿足功率容量時,采用多臺加熱電源并聯(lián)工作擴(kuò)充電源的總?cè)萘?。電源并?lián)工作獷容,應(yīng)保證各臺電源均勻輸出,并有冗余設(shè)計。并聯(lián)均流可以采用簡單的軟連接方式,也可以采用專用均流控制芯片,電流不均勻性控制在5%以下,以保證各并聯(lián)電源組件的安全運行。