IGBT式感應(yīng)加熱電源常見問(wèn)題分析

    目前國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)廠商已經(jīng)采用IGBT結(jié)構(gòu)的感應(yīng)加熱電源，這種結(jié)構(gòu)的加熱電源能夠維持長(zhǎng)時(shí)間高效工作，且安全性比較高，因此比較受到生產(chǎn)商和消費(fèi)群體的歡迎。然而。雖然國(guó)內(nèi)采用IGBT取代晶閘管和電子管已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但目前大多數(shù)生產(chǎn)廠商研制生產(chǎn)的感應(yīng)加熱電源設(shè)備仍然存在一些普遍問(wèn)題和缺陷。

    在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，國(guó)內(nèi)常見IGBT式加熱電源的缺陷和問(wèn)題主要表現(xiàn)為：長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用后工作效率降低、電能和冷卻水消耗大;功率元件IGBT非常容易損壞;電抗器或輸出變壓器容易損壞;冷卻水回路容易發(fā)生故障;加熱電源整機(jī)功率因數(shù)較低、諧波污染大;設(shè)備可靠連續(xù)運(yùn)行性能欠佳。

    以上這些問(wèn)題之所以會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)，其最主要是的原因還是在設(shè)計(jì)上存在缺陷而所致的。現(xiàn)在我們就針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行其原因的進(jìn)一步探討。首先是電能和冷卻水消耗比較大的問(wèn)題，由于IGBT、電抗器、輸出變壓器、諧振電容器均采取水冷結(jié)構(gòu)，不僅損耗較大、效率較低，冷卻水消耗大，而且容易發(fā)生因?yàn)殂~管結(jié)垢堵塞導(dǎo)致器件燒毀，也容易發(fā)生漏水導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大等問(wèn)題。且由于水路并聯(lián)支路很多，系統(tǒng)無(wú)法保證每一支路均具有斷水保護(hù)功能。

    而IGBT功率元件容易出現(xiàn)損壞問(wèn)題，則是由于模擬式控制電路不能適應(yīng)各種變化工況，使得功率元件IGBT脫離過(guò)零軟開關(guān)狀態(tài)，因此開關(guān)損耗增加并導(dǎo)致功率元件IGBT損壞。脈寬調(diào)制型(無(wú)斬波調(diào)壓)產(chǎn)品采用軟開通、硬關(guān)斷或帶緩沖的硬關(guān)斷電路，因此IGBT損耗大，且這種方式容易脫離軟開關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致 IGBT損壞。

    在IGBT式加熱電源的運(yùn)行過(guò)程中，輸出變壓器和電抗器也很容易受到損害。這二者出現(xiàn)故障或損壞原因則是由于設(shè)備在過(guò)壓、過(guò)載、感應(yīng)圈短路或部分短路、功率元件過(guò)熱等情況下控制電路不能起到有效限制和保護(hù)作用，這種條件下很容易導(dǎo)致電抗器或輸出變壓器容易受到損壞。并聯(lián)諧振方式的設(shè)備容易發(fā)生逆變單元過(guò)壓而損壞器件。整流后直接采用大容量電力電容濾波，無(wú)濾波電感或直流側(cè)IGBT斬波電路，因此功率因數(shù)低，輸入電流諧波大。

    以上就是本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)使用的IGBT式感應(yīng)加熱電源所存在的缺陷，所進(jìn)行的問(wèn)題總結(jié)和簡(jiǎn)要分析，希望能夠幫助工程師在研發(fā)的過(guò)程中更全面的完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，規(guī)避設(shè)計(jì)缺陷。<