200kW/400kHz固态高频感应加热电源

随着大功率半导体器件的发展,固态高频电源在容量和频率两方面都得到很大提高,除在一些特殊应用领域(如高频介质加热等行业)外,固态高频电源完全能取代电子管高频电源,而成为新一代感应加热电源的代表。本文以MOSFET作为逆变器的开关器件,以多管并联的方式开发出容量为50kW的单桥,然后以逆变桥并联的方式研制出200kW/400kHz的逆变器。设计了特殊的大功率驱动电路,实现了对器件多管并联的可靠驱动。采用PI控制的锁相环(PhaseLockedLoop,PLL)方法,实现了对负载频率的准确跟踪和对逆变状态的可靠控制,保证了逆变器的安全。采用高频变压器实现负载阻抗的匹配,不仅保证了逆变器的高输出功率,而且实现了逆变器之间的均流。

高碳钢感应加热的实验研究

为了获得均匀的温度场、合适的固相分数和理想的固相形貌,对高碳钢棒料进行了重熔加热实验,以便探索出二次感应加热的理想工艺。利用自制的感应加热装置对100Cr6高碳钢进行了不同的感应加热工艺实验。工艺因加热功率和加热时间的调整而不同。观察了不同感应加热工艺下重熔加热100Cr6高碳钢棒料的状态变化。通过加热工艺的调整使坯料中心和表面的温差尽量小,制备出了具有一定液相分数的半固态浆料,获得了理想的高碳钢感应加热工艺。

高碳钢感应加热的微观组织研究

应变诱发熔化激活法是一种有竞争力的半固态金属材料制备方法。通过控制感应加热条件均匀化了坯料中心和表层的温度分布,从而获得均匀的球状或近球状微观组织。采用感应加热方式把高碳钢坯料加热到半固态区域,然后液淬坯料保留其在半固态的微观组织,最后研究了感应加热后的微观组织特征。实验结果表明:在感应加热过程中,坯料的底部出现锥形冷端,锥内呈现条带状固相组织,其余部位为均匀细小的球状或近球状固相颗粒组织,圆整度良好。说明感应加热制备半固态坯料是一种理想的、很有发展前途的制备方式。

固态高频电源频率保护电路

固态高频的频率对应某一个负载都有一个频率范围,然而在故障状态下,如感应器短路、开路、接地等,使得输出阻抗产生激烈的变化,电感值发生很大变化,引起负载工作频率的改变。当频率发生激烈的变化时,频率过高,产生过电压;频率过低,产生过电流。上述两种情况都会损坏设备,影响正常的生产。叙述了固态高频电源频率保护的原理和电路设计,当设备的工作频率超出正常工作频率范围时,能迅速给出报警动作,使整流桥从整流状态转换到逆变状态,从而保护设备免遭损坏。

串联型高频感应加热装置的动态负载匹配

详细分析了固态高频感应加热装置的动态负载匹配方案;阐述了动态匹配的原理;描述了动态匹配的控制电路。重点论述了动态匹配的两种实现方案,分析了它们的优缺点,并分别给出仿真波形。最后根据动态匹配的第一种方案制作出一台样机进行实验,实验结果完全达到预定效果。

基于固态变压器的同步双频感应加热电源研究

同步双频感应加热电源在加热齿轮等复杂工件时具有良好的工艺性。目前提出的同步双频感应电源拓扑都具有整流部分,但电网中存在固态变压器时,可以通过固态变压器实现整流,无需传统拓扑的整流部分。基于固态变压器提出一种新型的同步双频感应加热电源拓扑,当电网中存在固态变压器时可省去传统拓扑中的整流部分,且具有减少谐波对电网污染、电气隔离等优点,给出了各部分控制方式,允许完全控制中频和高频逆变谐振槽路的输出功率和频率,设计了双频谐振网络参数,搭建了实验样机,分别对中频和高频槽路不同输出功率比例进行实验,验证了所提拓扑的可行性。

高频感应加热设备输出功率的调节

高频感应加热设备在热处理淬火应用中 ,一台设备很难既能适应不同零件加热又能工作在临界工作状态。本文就是针对这一情况经过大量反复试验 ,分析讨论了利用改变槽路线圈出线的位置改变输出功率的大小 。

MOSFET固态高频感应加热设备及其应用

采用固态电路的新型MOSFET高频感应加热设备已在上海汽轮机厂获得应用。与电子管高频感应加热设备相比,固态高频感应加热设备具有体积小、工作电压低、对操作者电磁辐射伤害小、不需预热、节能等优点。分别采用电子管高频设备和固态高频设备对垫片和球面螺母进行了表面淬火。结果表明,在负载较轻的情况下,两种设备均能满足零件的淬硬要求;负载增大后,固态高频感应加热设备对感应圈的形状及其与工件之间的间隙即二者的匹配要求更高。要实现固态高频感应加热设备的高效率和有效能量输出的最大化,感应圈的设计和制作至关重要。

基于全固态感应加热设备的改造及应用

针对全固态感应加热设备在使用中存在的需接自来水、用水成本高且加热后易结水垢、设备移动不便、人工手持加热圈不稳定不安全等问题,设计制造了一套冷却液循环系统和可移动调节的底座,不但能够有效保障该加热设备的最佳加热效果,而且节约了成本、使用灵活方便,提高了工作效率。