問題太簡單了,有沒有深入點的問題我來回答啊!在線等! 一、高頻感應(yīng)加熱的原理 感應(yīng)加熱是利用導(dǎo)體在高頻磁場作用下 產(chǎn)生的感應(yīng)電流(渦流損耗、。以及導(dǎo)體內(nèi)磁 場的作用(磁滯損耗)引起導(dǎo)體自身發(fā)熱而進 行加熱的。 三、感應(yīng)加熱系統(tǒng)的構(gòu)成 感應(yīng)加熱系統(tǒng)田高頻電源(高頻發(fā)生 器)、導(dǎo)線、變壓器、感應(yīng)器組成。 其工作步驟是①由高頻電源把普通電源 ( 220v/50hz)變成高壓高頻低電流輸出,(其 頻率的高低根據(jù)加熱對象而定,就其包材而 言,一般頻率應(yīng)在480kHZ左右。)②通過變壓 器把高壓、高頻低電流變成低壓高頻大電 流。③感應(yīng)器通過低壓高頻大電流后在感應(yīng) 器周圍形成較強的高頻磁場。一般電流越 大.磁場強度越高。 全晶體管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 1高頻感應(yīng)加熱設(shè)備現(xiàn)狀 高頻感應(yīng)加熱設(shè)備在我省已得到廣泛應(yīng) 用,設(shè)各頻率范圍在20}}-450 kHz,高頻功率 最大可達400 kW。我省的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 主要應(yīng)用于金屬熱處理、’淬火、透熱、熔煉、釬 焊、直縫鋼管焊接、電真空器件去氣加熱、半 導(dǎo)體材料煉制、塑料熱合、烘烤和提純等?,F(xiàn) 在我省使用的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備都是以大功 率真空管(發(fā)射電子管)為核心構(gòu)成單級自激 振蕩器,把高壓直流電能量轉(zhuǎn)換成高頻交流 電能量,它們的電子管板極轉(zhuǎn)換效率一般在 75環(huán)左右,設(shè)備的整機總效率一般在50絨以 下,水和電能的消耗非常大。 自70年代中期后,對高頻設(shè)備也進行了 一系列改進,如: (1)用節(jié)能型牡鎢煙絲電子管代替老式 純鎢燈絲系列電子管,如FV-911代替 FV-433 } FV-431,FV-89F管等; <2)采用高壓硅堆整流代替充汞閘流管 整流; (3)采用大功率雙向可控硅結(jié)合微機調(diào) 壓代替原閘流管調(diào)壓; (4)根據(jù)各自工藝條件重新更改振蕩回 路,選擇合理的振蕩頻率。 這樣,經(jīng)過一系列改造后,使我省的高頻 設(shè)備整機總電效率有一定的提高,在節(jié)能方 面有一定的效果,但由于振蕩電子管這個耗 電最大的器件未能改掉,所以在節(jié)能方面,并 不是特別顯著。 2全晶體蒼高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 電子技術(shù)的發(fā)展,可謂日新月異。80年 代初,日本首先改進半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝,開發(fā)生 產(chǎn)出場控電力電子器件—大功率靜電感應(yīng) 晶體管(SIT ) ,并設(shè)計制成換流橋式的,把直 流電能量轉(zhuǎn)換成高頻電能量的全晶體管化高 頻感應(yīng)加熱設(shè)備,隨后美國、西德等發(fā)達國家 也迅速研制,使之很快就商品化了。 2. 1大功率靜電感應(yīng)晶體管(SIT)的特點 大功率靜電感應(yīng)晶體管(SIT)是一種大 功率電力電子器件,它的符號與三極管相同, 作用也相似,但它主要用在大功率換流或?qū)? 通的控制場合,它具有以下幾個特點: (1)具有“正導(dǎo)通”特性,在正柵壓為 "0 V”時,SIT處于導(dǎo)通狀態(tài),而在加上負柵 壓時,則將處于關(guān)斷狀態(tài); (2)開關(guān)速度快,可用于高頻段; (3)是高輸入阻抗的電壓控制型器件,所 以用較小的驅(qū)動功率就能控制較大的功率; (4)SIT元件是高耐壓大電流型器件; (5)電流的負溫度系數(shù)不會使電流集中, 從而有利于并聯(lián)驅(qū)動,因此可運用于大功率 裝置。 目前,靜電感應(yīng)晶體管<SIT)的單管功 耗有1kW和3kW級的電力電子器件,供組 裝高頻逆變設(shè)備. 2. 2全晶體管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備主電路 由靜電感應(yīng)晶體管SIT組裝的高頻感 應(yīng)加熱設(shè)備主回路如附圖所示,主電路由3 部份組成: (1)直流電源部份:該部份是把工頻三相 交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并控制下面幾部份。該 部份主要由三相晶閘管(SCR)可調(diào)電路和直 流電抗器La與電解電容Ca組成的直流濾波 器組成,調(diào)整三相晶閘管整流電路的直流輸 出電壓,可調(diào)節(jié)該設(shè)備的輸出功率。輸入電壓 為工頻3}p380V,最大直流電壓可達500 V以 上,輸出直流可以100~100%連續(xù)可調(diào)。 C2)逆變部份:該部份把直流交換為高頻 交流,并控制后面部份,這部份由電壓型單相 全橋電路構(gòu)成,使用1kW或3kW級功耗的 SIT作為逆變橋的開關(guān)器件,使用同一級功 耗的SIT器件組成電路時,設(shè)備的功率越 大,頻率越高,每一橋臂上并聯(lián)的SIT器件 愈多;R C。和D.為緩沖電路,當(dāng)SIT開始 關(guān)斷而產(chǎn)生浪涌電壓,超過這些電路中的直 流電壓時,二級管D,導(dǎo)通,而電容器C。吸收 該浪涌能量,使逆變橋中的SIT器件安全運 行。SIT元件的導(dǎo)通或關(guān)斷是由設(shè)備上所配 備的微機和專用程序控制觸發(fā)信號,控制其 導(dǎo)通或關(guān)斷。 (3)負載回路部份:該部份的功能是把高 頻功率輸向被加熱的金屬工件上,負載回路 是由諧振回路、電流互感器和加熱線圈組成, 該電路中的串聯(lián)諧振回路構(gòu)成了電壓型逆變 電路,電容器CT和電感LT兩端各產(chǎn)生幾干 伏以上的高頻電壓。高頻變流器次級側(cè)通常 做成單匝,聯(lián)接著加熱線圈L},巨大的高頻 電流在L。周圍所產(chǎn)生,高頻磁通使金屬工件 迅速急劇發(fā)熱。 3全晶體管化高頻與電子管式高頻比較 全晶體管化高頻感應(yīng)加熱設(shè)備在如下幾 個方面優(yōu)于電子管式高頻感應(yīng)加熱設(shè)備。 3. 1工作模式得到徹底改變 電子管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備需將工頻 3}p380 V升高后,經(jīng)高壓整流器件變換成相 應(yīng)的直流高壓才能供給電子管工作,電子管 板極內(nèi)阻天,有大量功率損耗在板極上發(fā)熱, 而且需要及時加水冷卻,同時還需把一部份 功率反饋到柵極,并且要較大的燈絲加熱功 率,這樣就有大量的電能損耗在轉(zhuǎn)換之中。而 晶體管高頻中的SIT電力電子器件,只需較 小的驅(qū)動功率來控制較大功率換流的產(chǎn)生, SIT元件正向?qū)▔航岛苄?,損耗不大,并且 采用直流500 V的低壓工作狀態(tài)。電子管板 極轉(zhuǎn)換效率最高為750o,SIT電力電子器件 為9200;全晶體管高頻省去了高壓整流變壓 器、高壓硅堆;如果多管并用,能使熱量分散, 只需加少量的水便可,30kW以下小功率高 頻可減去水冷卻,晶體管高頻整機總效率比 電子管高頻要高20000 3.2能源的節(jié)約 電子管高頻電壓轉(zhuǎn)換次數(shù)多,電壓變化 大,而全晶體管高頻電壓變化不大,在幾百伏 內(nèi)變動,不需多次變換電能,所以全晶體管高 頻比同功率電子管高頻節(jié)電3000.節(jié)水 83沁,如輸出為80 kW級(FV-911S)電子 管高頻,振蕩工作時輸入功率為158 kW,用 水3 1/s,而同樣的輸出功為80 kW的全晶體 管高頻,振蕩工作時,輸入功率只需113 kW , 用水。. 5 1/s,電子管還另需消耗2. 2 kW的 燈絲加熱功率。 3.3設(shè)備一與維護 全晶體管高頻體積只有電子管高頻的 1/3,所以設(shè)備占地面積也只有1/3,晶體管 高!p沒備潔構(gòu)簡單.l一作1卜常穩(wěn)定.故障少 (據(jù)國內(nèi)使用廠家介紹,使用2年多沒有發(fā)現(xiàn) 任何故障),維修費用低,省去了原電子管高 'G} r1 r i;} " 1:需換的1 }?電r管(6',l loo kW高 頻為例),約7 000元,水套((2年更換1只)約 3 500元,每年1次的整流變壓器檢修、濾油 費約} m>o七.整個維修費1年最少可節(jié)約1 萬多元。因用水量減少,水泵也可根據(jù)需要改 用較小功率的。 4國內(nèi)外研制動態(tài) 4. 1國外產(chǎn)品情況 目前在世界上只有少數(shù)幾個國家的大公 司能制造全晶體管高頻,如日本的島田理化 工業(yè)(株),富士電波機(株),電氣興業(yè)(株), 美國的ENI公司,德國的FDF公司,EMA 公司等,產(chǎn)品規(guī)格已成系列化,如: 日本的:T系列20-}30 kHz 3}-50 kW七 種規(guī)格, A系列200-}-300 kHz 2,5,10 kW 三種規(guī)格, SST系列20^" 200 kHz 2.0, 30, 40 kW三種規(guī)格, 20~150 kHz 50~200 kW六種規(guī)格, 20~100 kHz 300, 400 kW二種規(guī)格。 美國的:STATITRON系列50^-300 kHz 25一400 kW八種規(guī)格 西德的:ELOMAT TGI系歹,j 50^-200 kHz 15^-240 kW等規(guī)格,而且他們還在 試制更高頻,更大功率的高頻設(shè)備, 用途已不只是工業(yè).如廣播電臺,軍 事通訊等。 4. 2國產(chǎn)化研制情況 我國非常重視國際上這一電力電子器件 技術(shù)的研究和應(yīng)用,國家計委、科委、機電部 已確定SI T元件和晶體管高頻的研制為“八 五”國家重點科技攻關(guān)項目,具體布署了SIT 器件及全晶體管化高頻設(shè)備整機的同步攻 關(guān),目前我國有關(guān)科研單位已研制出小功率 0. 1 kW級以下的SIT元件.大功率級的研 制還在進行,整機的研制在遼寧電子設(shè)備廠 進行,目前已研制并出產(chǎn)了幾臺輸出功率為 80 kW的全晶體管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備,并在 1993年中國國際計算機設(shè)備展覽會上演示 了他們的產(chǎn)品;現(xiàn)在他們又在研制輸出功率 為160 kW級的全晶體管高頻感應(yīng)加熱設(shè) 備,估計到1996年研制出樣機,輸出在80 kW以下的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備頻率可達300 kHz o 科學(xué)技術(shù)在不斷進步,電子管高頻被大 功率晶體管代替是必然趨勢,這個日子已不 會很長,讓我們迎接這個時代的到來,為我省 的節(jié)能技術(shù)工作做出新貢獻。 |
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