1mhz2f1kw超高频感应加热谐振逆变器的研究

《1mhz2f1kw超高频感应加热谐振逆变器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江大学硕士学位论文第一章绪论的一个趋势，同时超高频全固态感应加热电源也获得了长足的进步。1．3．1国内外技术现状欧美几个工业强国和日本由于资金和技术方面的优势，所以在高频感应加热电源产品的开发和超高频感应加热电源的研究方面代表着世界的领先水平，已经非常多超高频全固态感应加热电源面世。在高频这一频段可供选择的全控型器件只有静电感应晶体管(SIT)和功率场效应晶体管(PowerMOSFET)。日本采用大容量高频器件sIT技术比较成熟，做了很多sIT感应加热电源研究工作。日本在1987年久开始研制1200kW／200kHz的SIT电源，1996年日本兴业公司研制的感应加热产

2、品频率上限为200kHz、功率上限为300kW，现阶段日本采用SIT器件的固态高频感应加热电源的水平可达400kW／400kHz。尽管日本的SIT感应加热电源已经发展到比较高水平，但是SIT元件价格较高，导通时压降高，因此效率相对于其他可控元件偏低，除日本以外其他国家少有SIT高频产品，因此高频感应加热电源的发展主流仍然是采用PowerMOSFET器件为主。其中美国Inductorheat公司的STATITRON型号MOSFET电源达到400kHz，最大功率2MW¨21，代表了高频大功率应用的发展方向。在超高频感应加热电源拓扑的研究方面，早在上世纪80年代末就有人使用E

3、类单管拓扑成功制作500W／3．3MHz¨引和150W／7MHzn5的样机。目前在现有超高频感应加热电源产品中，较为领先的有新起之秀韩国InSung公司研制的5kW／1．5MHz感应加热电源。相对于国外来说国内在感应加热领域研究的起步比较晚，但现在有了比较长足的进步。在生产领域内，90年代初辽宁电子设备厂研制成功80kW／150kHz的SIT高频感应加热电源产品，1996年天津高频设备厂研制的75kW／200kHz的SIT高频感应加热电源产品代表了国内SIT电源的最高水平。在采用MOSFET开关器件的高频电源产品中目前邯郸市惜源高频设备有限公司设计制造的高频感应加热设备

4、已达600kHz／100kW。在超高频电源的实用化产品研制中，上海热基机电设备有限公司在2000年与上海工程技术大学合作开发小功率超高频感应加热机，并研制出采用德国西门子公司生产的MOSFET功率器件的超高频感应加热电源5kVA／1MHZ，该公司于2002年已浙江大学硕士学位论文第一章绪论并入台湾实力雄厚的伟祥实业有限公司。学术研究成果方面，浙江大学上世纪90年代已经研制出20kW／300kHz的MOSFET高频电源n‘1并投入实际应用，江南大学在本世纪初研制成功lkW／2MHz的MOSFET超高频电源样机n2。201。1．3．2感应加热的发展趋势感应加热电源的整流器和

5、逆变器是典型的电力电子电路，伴随着电力电子技术的发展而发展，随着工业应用不断提出新的要求，从目前情况看，感应加热电源技术的发展趋势主要有以下几个方面⋯1：1．高频化。现在高频领域里电子管振荡器还占据相当比例，但其功率变换效率仅为50-60％，固态感应加热取代电子管振动器是必然的一个趋势。随着频率的提高，功率器件、无源器件等均有许多特殊要求，因此，实现感应加热电源高频化仍有许多技术需进一步研究，因此新型高频大功率器件(如MCT、IGCT及SIC功率器件等)的问世将进一步促进高频感应加热电源的发展。2．大容量化。在现有单个MOSFET容量不大的情况下，大容量化技术主要分为二

6、大类：一类是器件的串、并联，另一类是多台电源串、并联。多台电源的串、并联技术是在器件串、并联技术基础上进一步大容量化的有效手段，借助于可靠的电源串、并联技术，在单机容量适当的情况下，可简单地通过串、并联运行方式得到大容量装置。在器件串、并联方式中，必须认真处理串联器件的均压问题和并联器件的均流问题。由于器件制造工艺和参数离散性，限制了器件的串、并联的数目，并且串、并联数越多，装置的可靠性越差。串联逆变器可等效为低阻抗的电压源，并联时由于相互间的幅值、相位和频率不同或波动时造成很大的环流，因此串联逆变器存在并机扩容困难的问题；而对于并联逆变器，逆变器输入端的直流大电抗器可

7、充当并联机子之间的电流缓冲环节，使输入端有足够时间来纠正电流的偏差，达到多级的并联扩容¨2¨川似51。3．负载匹配。感应加热电源运行工况比较复杂，它的负载对象也各式各样，而电源逆变器与负载是一个有机的整体，负载直接影响到电源的运行效率和可靠性。一般负载匹配采用匹配变压器连接电源和负载感应器，但功率4浙江大学硕士学位论文第一章绪论变压器绕制困难，成本高，同时会降低电源的整体效率，因此现在越来越多的研究如何实现动态阻抗匹配以及三阶逆变器负载代替原来的二阶逆变器负载，在取消匹配变压器的同时实现高效、低成本的隔离匹配。4．智能化。感应加热电源正向