中频电源技术参数：1、最大输入功率: 90kw 2、振荡频率: 1-20khz根据客户工件加热要求而定4、输出电流：25-170a 5、输出电压：70-550v 6、输入电压: 三相3800v, 50或60hz 7、冷却水要求:≥0.2mpa,≥6l/min8、负载持续率:100%9、体积(cm)：75长×40宽×87高10、重量：82kg 11、补偿电容参数、体积、重量等根据客户工件配套而定。
主要应用： 中频电源多用于需要透热的加热场合，如：（1）标准件加热锻压（2）各种金属材料熔炼 （3）电机转子加热配合 （4）钢管端头加热扩管 （5）模具透热 （6）轴类中频淬火 （7）焊缝预热或焊后回火等
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。
高效数字式空冷感应加热电源
青岛水木感应设备有限公司   胡帅
主要内容：本文通过分析现行感应加热产品普遍存在效率低、可靠性差等问题的原因，引入一种高效率数字式全空冷感应加热电源，并介绍其关键技术和节能情况。
关键词：感应加热电源、数字式、效率、可靠性
一.前言
感应加热电源广泛应用于金属热处理、淬火、透热、熔炼、焊接、热套、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等场合，利用在高频磁场作用下产生的感应电流引起导体自身发热而进行加热。感应加热与气体燃烧加热或者通电加热相比，具有显著节能、非接触、速度快、效率高、工序简单、容易实现自动化等显著优点。                             图1. 感应加热原理示意图
感应加热电源主要由逆变器、谐振单元、变压器和感应器组成。其中逆变器是一个交－直－交的变流器，将工频交流电能变换成为几千至几百千赫兹的高频电能。谐振单元和变压器一端连接逆变器，另一端连接感应器，将高压变成隔离的低压并进行阻抗匹配。加热时，感应器中流过强大的高频电流，在导体内产生感应电流，因此导体迅速被加热。
逆变器所需的高频逆变器件决定了装置的形式，它经历了从电子管、晶闸管到目前普遍采用igbt的发展历程。早期的感应加热设备以大功率真空电子管为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能转换成高频交流电能，由于电压变换环节较多、电子管转换效率低，设备的总体效率一般在50％以下，水和电能的消耗非常大。与电子管设备相比，晶闸管式感应加热设备的效率大为提高，达到90％左右，但其谐振频率较低、逆变换流部分相当复杂、损耗仍然较大，且功率因素低。而采用igbt或mosfet的感应加热设备总体效率在90％以上，谐振频率可达数百千赫兹，且结构大为简化，设备可靠性、功率因数等其它品质均得以提高。
二.目前产品普遍存在的问题及原因
虽然采用igbt取代晶闸管和电子管已经取得了很大的进步，但目前大多数生产厂商研制生产的感应加热电源设备仍然存在一些普遍问题，这些问题主要表现为：
=效率较低、电能和冷却水消耗大
=功率元件igbt容易损坏
=输出变压器容易损坏
=冷却水回路故障较多
=功率因数较低、谐波污染大
=设备可靠连续运行性能欠佳
这些问题主要是因为设计上的缺陷所致，现针对这些问题探讨其原因：
u
目前同类产品的输出变压器均采取水冷结构，变压器线圈由铜管绕制，高频工作时，涡流损耗非常大，因此效率较低，冷却水消耗大。
u
由于输出变压器、igbt、谐振电容器均采取水冷结构，不仅损耗较大，而且容易发生因为铜管结垢堵塞导致变压器和功率器件烧毁，也容易发生漏水导致故障范围扩大等问题；此外，由于水路并联支路很多，系统无法保证每一支路均具有断水保护功能。
u由于控制电路不能适应各种变化工况，使得功率元件igbt脱离过零软开关状态，因此开关损耗增加、并经常导致igbt过热损坏。
u部分产品采用软开通、硬关断(或带缓冲的硬关断)电路，因此igbt损耗大，且在过载情况下igbt容易损坏。
u设备在过压、欠压、过载、感应圈短路或部分短路、功率元件过热等情况下控制电路不能起到有效限制和保护作用，导致设备损坏。
u控制电路抗干扰能力差，系统运行不稳定或保护限制功能容易误动作，设备可靠性差。
u整流后直接采用大容量电力电容滤波，无滤波电感或直流侧igbt斩波电路，因此功率因数低，输入电流谐波大；如采用电力电解电容，还有发热、串联均压问题、寿命较短等缺陷。
三.新型数字式空冷产品的关键技术
一种新型高频感应加热电源主回路如下图所示，该产品为全数字式控制结构，在中央处理器dsp的控制下，功率器件igbt工作在零电流开关状态；且直流侧也采用igbt斩波电路，这有效提高了设备功率因数、减少输入谐波；此外，该产品通过多种措施降低系统损耗、提高效率，使得设备可以采用全空冷结构，并消除设备来自水系统的故障；基于这种结构，设备的工作频率为1khz－100khz。

---

青岛水木感应设备有限公司
孟香玉
13646391320
湘潭路57-7号