中頻爐和中頻電源技術發(fā)展與趨勢

中頻爐和中頻電源的水平與半導體功率器件的發(fā)展密切相關，因此當前功率器件在性能上的不斷完善，使得中頻爐電源的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出以下幾方面的特點。

①中頻爐和中頻電源高頻率

目前，中頻爐電源在中頻頻段主要采用晶閘管，超音頻頻段主要采用IGBT，而高頻頻段，由于SIT存在高導通損耗等缺陷，主要發(fā)展MOSFET電源。中頻爐電源諧振逆變器中采用的功率器件利于實現(xiàn)軟開關，但是，中頻爐電源通常功率較大，對功率器件，無源器件，電纜，布線，接地，屏蔽等均有許多特殊要求，尤其是高頻電源。因此，實現(xiàn)中頻爐和中頻電源高頻化仍有許多應用基礎技術需要進一步探討。

②中頻爐和中頻電源大容量化

從電路的角度來考慮中頻爐電源的大容量化，可將大容量化技術分為二大類：一類是器件的串、并聯(lián)，另一類是多臺電源的串、并聯(lián)器件的均流問題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串、并聯(lián)數(shù)目，且串、并聯(lián)數(shù)越多，裝置的可靠性越差。多臺電源的串、并聯(lián)技術是在器件串、并聯(lián)技術基礎上進一步大容量化的有效手段，借助于可靠的電源串、并聯(lián)技術，在單機容量適當?shù)那闆r下，可簡單地通過串、并聯(lián)運行方式得到大容量裝置，每臺單機只是裝置的一個單元或一個模塊。中頻爐電源逆變器主要有并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器，串聯(lián)逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當二電壓源并聯(lián)時，相互間的幅值、相位和頻率不同或波動時將導致很大的環(huán)流以致逆變器器件的電流產生嚴重不均，因此串聯(lián)逆變器存在并機擴容困難；而對并聯(lián)逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當各并聯(lián)器之間的電流緩沖環(huán)節(jié)，使得輸入端的AC/DC或DC/AC環(huán)節(jié)有足夠的時間來糾正直流電源的偏差，達到多機并聯(lián)擴容。

③中頻爐和中頻電源負載匹配

中頻爐電源多用于工業(yè)現(xiàn)場，其運行工況比較復雜，它與鋼鐵、冶金和金屬熱處理行業(yè)具有十分密切的聯(lián)系，他的負載對象各式各樣，而電源逆變器與負載是一有機的整體，負載直接影響到電源的運行效率和可靠性。對焊接、表面熱處理等負載，一般采用匹配變壓器連接電源和負載感應器，對高頻、超音頻電源用的匹配變壓器要求漏抗很小，如何實現(xiàn)匹配變壓器的高輸入效率，從磁性材料選擇到繞組結構的設計已成為一重要課題，另外，從電路拓撲上負載結構以三個無源元件代替原來的二哥無源元件以取消匹配變壓器，實現(xiàn)高效、低成本隔離匹配。

④中頻爐和中頻電源智能化控制

隨著感應熱處理生產線自動化控制程度及對電源可靠性要求的提高，中頻爐電源正向智能化控制方向發(fā)展。具有計算機智能接口、遠程控制、故障自動診斷等控制性能的中頻爐電源正成為下一代發(fā)展目標。??