고주파 유도 가열 자료의 세부 사항

소개

유도 열은 비 접촉 난방 시설 과정. 고주파 전기 전기 전도성은 열 재료를 사용 합니다. 비 접촉 때문에, 난방 시설 프로세스가 열 되 고 자료를 오염 하지 않습니다. 열 가공 소재 안에 실제로 생성 되므로 매우 효율적 이기도 합니다. 이 다른 방법을 화 염에 열이 발생 하는 곳 열 또는 열 다음에 가공에 적용 되는 요소와 대조 수 있습니다. 이러한 이유로 유도 난방 시설에 빌려준다 업계에서 몇 가지 독특한 응용 프로그램.

유도 난방 시설 어떻게 작동 합니까?

고주파 전기의 소스는 코일을 통해 큰 교류 전류 드라이브 데 사용 됩니다. 이 코일은 작업 코일으로 알려져 있다. 반대로 그림을 참조 하십시오. 이 코일을 통해 전류 통과 작업 코일 내의 공간에서 매우 강렬 하 고 빠르게 변화 자기 필드를 생성합니다. 가 열 될 가공이 강한 교류 자기장 내에서 배치 됩니다. 가공 소재 재료의 특성에 따라 여러 가지 일이...
교류 자기장 전도성 가공 소재에서 전류 흐름을 유도합니다. 배치 작업 코일와 가공 전기 변압기로 생각할 수 있습니다. 작업 코일은 전기 에너지 먹이 및 가공은 짧은 순환 되는 단일 회전 보조 처럼 주 같아요. 가공 소재를 통해 흘러 엄청난 전류가 발생 합니다. 이러한 eddy 전류 라고 합니다. 또한 고주파 유도 응용 난방 시설에 사용 되는 피부 효과 라는 현상에 상승을 제공 합니다. 이 피부 효과 제품의 표면 쪽으로 얇은 층 흐름에 교류 전류를 강제로. 피부 효과 큰 전류의 통로에 금속의 효과적인 저항을 증가 시킵니다. 따라서 크게 가공 소재에 유도 된 전류에 의해 발생 하는 난방 시설 효과 증가.

(에디 전류로 인해 열이 응용이 프로그램에 바람직한 비록, 그것은 흥미로운 변압기 제조 업체 들은 그들의 트랜스 포 머에서 이런이 현상을 방지 하려면 훌륭한 길이에 갈. 적 층된 트랜스포머 코어, 분말된 철 코어와 페라이트 모두 트랜스포머 코어 안에 흐르는 에디 전류를 방지 하는 데 사용 됩니다. 변압기 내부 에디 전류 흐름은 매우 바람직하지 자기 코어의 열을 발생 하기 때문에 낭비 되는 전력을 나타냅니다.)

그리고 철 금속?

철 및 강철의 유형도 같은 철 금속에 대 한 위에서 언급 한 에디 전류와 동일한 시간에 발생 하는 추가적인 난방 시설 메커니즘이입니다. 작업 코일 안에 강렬한 교류 자기장 반복적으로 magnetises와 de-magnetises 철 결정. 자기 도메인의이 신속 하 게 내리고 하면 상당한 마찰과 재료 내부 난방 시설. 이 메커니즘 때문에 난방 히스테리시스 손실 이라고 및 그들의 B H 곡선 내부의 큰 면적을가지고 있는 자료에 대 한 가장입니다. 이 유도 열, 하는 동안 발생 하는 열에 큰 기여 요인이 될 수 있지만 철 재료 내부에 이루어진다. 이런 이유로 철 재료 스스로 빌려 더 쉽게 열 비철 재료 보다 유도 하 여.

그것은 흥미로운 강 약 700 ° c.의 위가 열 하면 자석 속성을 푼다 이 온도 퀴리 온도 라고 합니다. 즉, 700 ° C 이상 있을 수 있습니다 없음 난방 없음 히스테리시스 손실로 인해 재료의. 모든 추가 재료의 난방 시설 때문에 유도 된 소용돌이 전류 혼자 해야 합니다. 이것은 유도 난방 시스템에 대 한 도전의 더 많은 700 ° C 이상 난방 시설 스틸. 사실 그 구리 및 알루미늄 자성 하 고 매우 좋은 전기 전도체, 이러한 자료 효율적으로 열에 대 한 도전 또한 만들 수 있습니다. (우리는 이러한 자료에 대 한 행동의 최고의 코스 주파수 손실 피부 효과 과장 하는 볼 것 이다.)

유도 난방 시설 용도?

유도 난방 시설 깨끗 하 고 효율적인 제어 방식 전기 전도성 소재를가 열 하고자 모든 응용 프로그램에 대해 사용할 수 있습니다.

가장 일반적인 응용 프로그램 중 하나는 의학 및 음료 병의 상단에 붙어있는 anti-tamper 씰 씰링입니다. "핫 멜 트 접착제"로 코팅 호 일 씰 플라스틱 캡에 삽입 하 고 각 병 위에 실수를 제조 하는 동안. 물개는 병 유도 히터 아래 생산 라인에 전달로 빠르게가 열 다음 두 일. 발생 하는 열 접착제 녹는 다 고 병 위에 호 일을 봉인. 뚜껑을 제거 하면 호 일 밀폐 씰을 제공 하 고 고객이 pierces 호 일 때까지 훼손 이나 병의 내용의 오염 방지 남아 있습니다.

p 스타일 = "텍스트-들여쓰기: 0px;"> 다른 일반적인 응용 프로그램입니다 "수완 발사" TV 브라운관, 진공 튜브 및 각종 가스 방전 램프와 같은 대피 튜브 오염 제거. "Getter" 라는 전도성 소재의 반지는 대피 유리 그릇 안에 배치 됩니다. 유도 열 이미 그릇 안에 봉인 된 getter가 열 하기 위하여 사용할 수 비 접촉 과정 이기 때문에. 유도 작업 코일은 진공 튜브의 바깥쪽에 getter 가까이 위치 하 고 AC 전원이 켜져. 초 유도 히터를 시작, 내 getter 온수 화이트 핫, 고 진공 상태에서 어떤 가스와의 코팅 반응에서 화학 물질 이다. 결과 getter 진공 튜브 안쪽에 가스의 마지막 남은 흔적을 흡수 하 고 진공의 순도 증가 시킵니다.

그러나 유도 난방 시설에 대 한 일반적인 응용 프로그램은 반도체 산업 제조에 사용 되는 영역 정화 라고 하는 프로세스. 이것은 녹은 재료의 이동 영역을 통해 실리콘을 정화 하는 과정 이다.입니다. 인터넷 검색은 상세 정보에 대해 조금을 알고 하는이 프로세스를 설정 해야 합니다.

다른 애플리케이션으로 용 해, 용접 및 브레이징 또는 금속. 감 응 작용 요리 호 브와 밥 솥입니다. 탄약의 경화 금속 기어 이빨, 블레이드 및 드라이브 샤프트, 등 유도 과정 매우 빠르게 금속 표면이 열 하기 때문에도 일반적인 응용 프로그램은 본. 따라서 표면 강화, 그리고 "잡기" 열의 깊은 열 전도 부품으로 또는 주변 지역에 의해 금속 부품 화 된 분야의 강화에 대 한 사용할 수 있습니다. 유도 난방 비 접촉 자연 표본 오염 위험 없이 분석 애플리케이션에서 열 재료를 사용할 수 있습니다 의미 합니다. Similiarly 금속 그들은 여전히 세균을 죽이기 위하여 알려진된 살 균 환경 안에 봉인 하는 동안 높은 온도 열에 의해 의료 기기를 sterilised 수 있습니다.

유도 열에 필요한 무엇입니까?

이론에만 3 가지 유도 열을 구현 필수적입니다.

1. 고주파 전력의 소스
2. 교류 자기장을 생성 하는 작업 코일
3. 가 열 될 전기 전도성 가공 소재

이것을 말하고 실천 유도 난방 장치는 일반적으로 조금 더 복잡 하다. 예를 들어, 임피던스 정합 네트워크는 좋은 힘이 전달 되도록 하십시오 종종 고주파 소스와 작업 코일 간에 필요 합니다. 물 냉각 시스템은 또한 작업 코일, 일치 하는 네트워크 및 전력 전자에서 폐 열을 제거 하 고 전력 유도 히터에서 일반적으로. 마지막으로 일부 전자 제품을 컨트롤 난방 시설 액션의 강도 제어 하 고 일관 된 결과 보장 하기 위해 난방 시설 사이클 시간을 일반적으로 채택 된다. 전자 제품을 컨트롤의 다양 한 동작 조건에 의해 손상을 시스템 보호. 그러나, 어떤 유도 히터의 작동 기본 원리 앞에서 설명한 대로 동일 하 게 유지.

실제 구현

실제로 작업 코일은 일반적으로 공 진 탱크 회로에 통합 됩니다. 이 많은 장점이 있다. 첫째, 그것이 전류 또는 전압 파형을 정현파가 될. 이 제로 전압 스위칭 또는 0-전류 스위칭 정확한 계약 선택에 따라 혜택을 받을 수 있도록 하 여 인버터에 손실을 최소화 합니다. 또한 작업 코일에 정현파 파형 더 순수한 신호 나타내고 주변 장비를 무선 주파수 간섭을 덜 발생 합니다. 이 나중 고성능 시스템에서 매우 중요 해지고 있다. 우리는 다양 한 유도 히터의 디자이너 작업 코일에 대 한 선택할 수 있는 공 진 구조는 볼 것 이다:

직렬 공 진 탱크 회로

작업 코일 그걸로 직렬 커패시터를 사용 하 여 의도 된 동작 주파수에 공 진 이루어집니다. 정현파 수 작업 코일을 통해 전류를 발생 합니다. 시리즈 공명도 혼자 인버터의 출력 전압 보다 훨씬 높은 작업 코일에서 전압을 확대. 인버터는 정현파 부하 전류를 볼 수 있지만 작업 코일에 흐르는 전체 전류를 수행 해야 합니다. 이러한 이유로 작업 코일 와이어만 몇 암페어 또는 흐르는 앰프의 수만의 많은 밝혀 졌의 자주 구성 됩니다. 중요 한 난방 시설 전원 전류는 코일 (와 인버터)를 유지 하는 동안 시리즈 공 진 배열에서 공 진 전압 상승 작업 코일에 걸쳐 허용 하 여 합리적인 수준으로 얻을 수 있다.

이 협정은 전원 수준 낮은, 그리고 인버터가 열 될 개체 옆에 있는 밥 솥 같은 것 들에서 주로 사용 됩니다. 시리즈 공명 배열의 주요 단점은 인버터 같은 현재 작업 코일에 흐르는 수행 해야 합니다. 이 외에도 현저 하 게 크기의 가공 작업 코일 회로 하에 존재 하지 않으면 시리즈 공명으로 인해 전압 상승 매우 발음 될 수 있다. 이 가공은 항상 같은 요리 용기 및 시스템을 설계 하는 시간에 그 속성을 잘 알려진 밥 솥 같은 응용 프로그램에 문제가 되지 않습니다.

탱크 커패시터 일반적으로 공 진 전압 상승 튜닝 직렬 공 진 회로에 경험된 때문에 높은 전압에 대 한 평가. 그것은 또한 전체 현재 ca를 수행 해야 합니다.작품 rried 코일, 이것이 일반적으로 저전력 응용 프로그램에 문제가 있지만.

병렬 공 진 탱크 회로

작업 코일 콘덴서와 병렬로 배치를 사용 하 여 동작 주파수는 의도에서 울려 이루어집니다. 정현파 수 작업 코일을 통해 전류를 발생 합니다. 병렬 공 진은 또한 혼자 인버터의 출력 전류 성능 보다 훨씬 더 높은 작업 코일을 통해 전류를 확대. 인버터는 정현파 부하 전류를 본다. 그러나,이 경우에 그것이 실제로 실제 작동 하는 부하 전류의 부분을 수행 하. 인버터 전체 순환 작업 코일에서 현재 수행 하는 없습니다. 때문에 유도 응용 프로그램 난방 시설에 전원 요인은 일반적으로 낮은 매우 중요 하다.입니다. 병렬 공 진 회로의이 속성 인버터와 작업 코일에 연결 하는 철사에 의해 지원 되어야 합니다 현재 10 배 감소를 만들 수 있습니다. 전도 손실은 제곱, 부하 전류에서 10 배 감소 나타냅니다 인버터에서 전도 손실에서 중요 한 절약 하 고 배선 관련 현재에 일반적으로 비례 한다. 즉, 피드 전선에서 대규모 손실을 발생 시 키 지 않고 작업 코일 인버터에서 원격 위치에 배치 될 수 있습니다.

자주이 방법을 사용 하 여 작업 코일 두꺼운 구리 지휘자의 하지만 큰 전류가 흐르는 앰프의 많은 수백 또는 수천의 몇 차례만 이루어져 있다. (이 얻을 필요한 암페어 턴을 유도 열 할 필요가 있다.) 물 냉각 시스템의 가장 작은 제외한 모든 일반적 이다. 이 작업 코일 및 그 관련 된 탱크 커패시터를 통해 현재 큰 높은 주파수의 통과 의해 발생 하는 과잉 열을 제거 하는 데 필요한.

병렬 공 진 탱크 회로 작업 코일 생각할 수 있습니다의 유도성 부하로 그것을 통해 연결 "역률 보정" 커패시터. PFC 콘덴서 동등 하 고 반대로 작업 코일에 이끌려 큰 유도성 전류 반응 전류 흐름을 제공 합니다. 기억 하는 주요 것은이 거 대 한 전류 작업 코일의 커패시터를 화 된 단지 둘 사이 뒤로-및-앞뒤 sloshing 무효 전력을 나타냅니다. 따라서 인버터에서 유일한 진짜 전류 흐름 "PFC" 커패시터와 작업 코일의 손실을 극복 하는 데 필요한 상대적으로 적은 금액 이다. 항상이 탱크 회로 커패시터 및 커패시터 및 작업 코일의 저항 손실을 일으키는 피부 효과에 유 전체 손실 일부 손실이 이다. 따라서 작은 전류 현재 아무 가공도 함께 인버터에서 항상 그려집니다. 손실 가공 작업 코일에 삽입 될 때이 추가 손실 시스템에 도입 하 여 병렬 공 진 회로 damps. 따라서 병렬 공 진 탱크 회로 전류는 코일에 가공 소재를 입력 하면 증가 합니다.

임피던스 매칭

또는 간단 하 게 "일치 하 는". 고주파 전원 소스와 난방을 위해 사용 하는 우리 작업 코일 사이 전자를 말합니다. 유도 열을 통해 금속 고체 조각이 열 하기 위해 금속 표면에 흐름을 할만한 현재 발생 해야 합니다. 그러나이 고주파 전력을 생성 하는 인버터와 대조 될 수 있습니다. 인버터는 일반적으로 더 나은 작품 (그리고 디자인은 다소 쉽게) 하지만, 낮은 전류를 상당히 높은 전압에서 작동 하는 경우. (일반적으로 문제가 발생 전력 전자에 우리가 매우 짧은 시간에 큰 전류를 이따금 전환 하려고 합니다.) 전압을 증가 하 고 감소 하는 현재 일반적인 스위치를 모드 Mosfet (또는 빠른 Igbt) 사용할 수 있습니다. 비교적 낮은 전류 인버터 스트레이 인덕턴스 및 레이아웃 문제에 덜 민감한 게. 일치 하는 네트워크의 일이 고 자체는 높은 전압/낮은 전류 인버터에서 낮은-전압/고-전류를 변환 하는 작업 코일 가공을 효율적으로 열 하는 데 필요한.

우리는 통합 작업 코일 (Lw)으로 병렬 공 진 회로 커패시터 (Cw) 탱크 회로의 생각할 수 있습니다. 이 때문에 두 명의 도선 간의 자기 결합 작업 코일에 결합 손실 가공 소재 인 저항 (R)은. 반대 회로도 참조 하십시오.
실제로 작품의 저항 코일, 탱크 커패시터의 저항 그리고 가공 반사 저항 모든 탱크 회로로 손실을 소개 공명 젖은. 따라서 그것은 하나의 "손실 저항." 이러한 손실의 모든 결합 하 여 유용 하 게 병렬 공 진 회로 경우 손실 저항이 직접 우리의 모델에서 탱크 회로 걸쳐 나타납니다. 이 저항 실세, 사용할 수 있는 유일한 구성 요소를 나타냅니다 및 따라서 우리 우리가 효율적인 방식으로 드라이브 전원 하려는 부하 손실 저항이 생각할 수 있는.

탱크 커패시터 및 작업 코일 전류 ma에서 같은지 공명에서 구동 하는 경우gnitude 단계 하 고 따라서 밖으로 힘의 원천이 면 서로 취소에 반대 하 고. 즉, 탱크 회로 걸쳐 공 진 주파수에서 전원 소스에 의해 본 유일한 부하 손실 저항입니다. (참고, 공 진 주파수의 양쪽을 구동 하는 경우는 불완전 한 취소 작업 코일 전류와 탱크 커패시터 전류에 의해 발생 하는 전류를 추가 "밖으로 위상" 구성 요소를. 이 사후 전류 소스에서 도출 되는 전류의 총 규모 증가 하지만 가공 소재에 어떤 유용한 난방에 기여 하지 않습니다.)

일치 하는 네트워크의 작업은 단순히 탱크 회로 인버터 운전 하려고 더 맞는 낮은 값까지에 걸쳐이 상대적으로 큰 손실 저항 변환 하. 이 임피던스 변환 작업 코일, 페라이트 변압기, 탱크 커패시터 또는 L 경기 네트워크 등 매칭 회로 대신 용량 성 분배기를 사용 하 여 도청 등을 달성 하는 방법에 여러 가지가 있습니다.

L 경기 네트워크의 경우 그것은 더 나은 인버터에 맞는 뭔가 약 10 옴으로 탱크 회로의 상대적으로 높은 부하 저항을 변형할 수 있다. 이 수치는 일반적인 인버터 표준 스위치 모드 Mosfet 스위칭 작업을 수행할 수 사용할 수 있도록 중간 수준의 전류를 유지 하는 동안 몇 백 볼트에서 실행할 수 있도록 합니다. L 경기 네트워크 Lm 및 Cm 반대 표시 구성 요소로 이루어져 있습니다.

L 경기 네트워크는이 응용 프로그램에 몇 가지 매우 바람직한 속성이 있습니다. L 경기 네트워크에 대 한 입력에 인덕터 탱크 회로의 공 진 주파수 보다 높게 하는 모든 주파수를 점차적으로 상승 유도 리 액 턴 스를 제공합니다. 이 때 작업 코일 squarewave 전압 출력을 생성 하는 전압 소스 인버터에서 공급 하는 매우 중요 합니다. 이렇게 하는 이유의 설명이 같습니다...

대부분의 하프 브리지 및 풀 브리지 회로 의해 생성 된 squarewave 전압 원하는 기본 주파수로 고주파 고조파 풍부 하다. 병렬 공 진 회로에 전압 소스에 직접 연결 드라이브 주파수의 모든 고조파에 흐름이 과도 한 전류를 발생할 것 이라고! 이 때문에 탱크 콘덴서 병렬 공 진 회로의 주파수를 증가 하는 점진적으로 낮은 용량 성 리 액 턴 스 제출 하는 것. 이것은 잠재적으로 매우 전압 소스 인버터 손상. 인버터 빠르게 충전 하 고는 squarewave의 상승 및 하강 모서리에 탱크 커패시터를 방전 하려고으로 스위칭 전환에 큰 전류 스파이크에 결과. 인버터와 탱크 회로 사이 L 경기 네트워크의 포함이이 문제를 부정합니다. 이제는 인버터 출력 먼저, 일치 하는 네트워크에서 Lm의 유도 리를 보고 하 고 드라이브 파형의 모든 고조파 점차 상승 유도성 임피던스를 참조. 즉 원하는 주파수만에서 최대 전류 흐름 그 매끄러운 파형으로 인버터 부하 전류 만드는 작은 고조파 전류 흐름.

마지막으로, 올바른 튜닝 L 경기 네트워크는 약간의 유도성 부하 인버터를 제공할 수 있습니다. 이 약간 뒤쳐지는 인버터 부하 전류 제로 전압 스위칭 (ZVS) 인버터 브리지에서 mosfet을 촉진할 수 있다. 이 쉬우면서도 높은 전압에서 작동 하는 Mosfet에 장치 출력 커패시턴스 때문에 스위칭 손실 턴 온. 전체 결과 반도체에 향상된 수명 난방 시설 덜.

요약 하자면, 인버터 및 병렬 공 진 탱크 회로 사이 L 경기 네트워크를 포함 두 가지를 달성 한다.

1. 필요한 양의 전력 가공, 인버터에서 제공할 수 있도록 매칭 임피던스
2. 안전 하 고 행복 한 인버터를 지키려고 고주파 고조파를 상승 유도 리 액 턴 스의 프레 젠 테이 션.

우리가 위에서 이전 회로도 보면 일치 하는 네트워크 (Cm)의 커패시터와 탱크 커패시터 (Cw) 동시에 둘 다 하는 것을 볼 수 있습니다. 실제로 이러한 함수는 보통 단일 목적으로 지어진 전원 커패시터 수행 됩니다. 대부분의 커패시턴스의 하나로 이러한 두 커패시턴스를 빗질 (Lm.) 일치 하는 인덕터와 임피던스 매칭 작업 리드 유도 열에 대 한 업계에서 일반적으로 사용 되는 작업 코일 배열에 대 한 LCLR 모델에 도착 우리에 게 제공 하는 작은 양의 작업 코일과 병렬 공 진에 있는 것으로 간주할 수 있습니다.

LCLR 작업 코일

이 배열과 병렬 공 진 회로에 통합 하는 작업 코일 탱크 회로 인버터 사이 L 경기 네트워크를 사용 하 여. 일치 하는 네트워크는 인버터에 더 적합 한 부하로 나타납니다 탱크 회로 만드는 데 사용 됩니다 하며 그 파생 위의 섹션에서.

LCLR 작업 코일바람직한 속성 수가 있다:

1. 큰 현재 흐름 작업 코일 하지만 인버터에만 낮은 전류를 공급 한다. 큰 순환 전류는 작업 코일과 병렬 커패시터는 일반적으로 매우 서로 가까이 위치 하에 국한 됩니다.
2. 만이 가벼운 의무 케이블을 사용할 수 있도록 탱크 회로에 인버터에서 전송 라인을 따라 비교적 낮은 전류 흐름.
3. 단순히 어떤 스트레이 인덕턴스 전송 라인의 일부가 일치 하는 네트워크 인덕턴스 (Lm.)의 따라서 열 역 있을 수 있습니다 인버터에서.
4. 인버터 ZCS 또는 ZVS는 스위칭 손실을 줄이기 위해 따라서 쿨러 실행에서 혜택을 받을 수 있도록 정현파 부하 전류를 본다.
5. 시리즈 일치 하는 인덕터 작업 코일의 안쪽에 배치 하는 다른 부하에 대 한 수용 하도록 변경할 수 있습니다.
6. 탱크 회로 하나의 인버터로 달성할 수 위의 전력 레벨에 도달 많은 인버터에서 여러 일치 하는 인덕터를 통해 먹이 수 있습니다. 일치 하는 인덕터 부하 전류 인버터 사이 고유한 공유를 제공 하 고 또한 비할 데 인버터 스위칭 instants에서 일치 하는 일부 내결함성 시스템을 만들.

LCLR 공 진 네트워크의 행동에 대 한 자세한 내용은 새 섹션 이라는 "LCLR 네트워크 주파수 응답." 아래 참조

LCLR 작업 코일 배치의 또 다른 장점은 높은 주파수 변압기 임피던스 정합 기능을 제공 하려면 필요 하지 않습니다. 페라이트 트랜스 포 머 몇 킬로 와트를 처리할 수 있는 크고, 무 겁 고 꽤 비싼 있습니다. 이 뿐만 아니라, 변압기의 도선에 흐르는 높은 전류에 의해 발생 하는 과잉 열을 제거 하려면 냉각 해야 합니다. L 경기 네트워크 없이 LCLR 작업에 코일 배열 제거 비용을 절약 하 고 디자인을 단순화 작업 코일을 인버터에 맞게 변압기의 필요성. 그러나 디자이너는 전기적 절연 전원 공급 장치에서 필요한 경우 1:1 분리 변압기는 인버터 및 LCLR 작업 코일 배열에 대 한 입력 사이 수 있습니다 감사 해야 합니다. 이 격리 중요 한 일 이며 여부 유도 히터에 주요 PSU 이미 이러한 안전 요구 사항에 맞게 충분 한 전기 절연을 제공 여부를 따라 다릅니다.

개념적 도식

시스템 회로도 belows 가장 간단한 인버터 운전의 LCLR 작업 코일 배치 보여줍니다.

참고는이 도식 MOSFET 게이트 구동 회로 및 제어 전자를 표시 되지 않습니다!

이 데모 프로토 타입에서 인버터는 간단한 하프 브리지 내에 반도체 (이전 모토로라.) 만든 2 개의 MTW14N50 Mosfet으로 구성 된 부드럽게하기 DC에서 먹이 공급 커패시터 인버터 AC 전류 요구를 지원 하기 위해 레일에서 분리 된. 그러나, 그것은 품질과 유도 응용 난방 시설에 대 한 전원 공급의 규제 중요 하지 않습니다 실현 한다. 전체 파 정류 (하지만 un-smoothed) 전원 금속, 난방 제공 하지만 피크 전류는 동일한 평균 난방 힘에 대 한 높은 매끄러운 및 규제 DC 뿐만 아니라 사용할 수 있습니다. 최소 아래로 DC 버스 커패시터의 크기를 유지 하기 위한 많은 논쟁이 있다. 특히 역률 정류기를 통해 전원 공급 장치에서 전류 향상과 또한 인버터 내에서 오류 조건 시 저장 된 에너지를 최소화 합니다.

DC 블로킹 커패시터는 단지 작업 코일을 통해 전류 흐름 인해 하프 브리지 인버터에서 출력 DC를 막으려고 사용 됩니다. 그것은 충분히 큰 임피던스 정합에 참여 하지 않는 하 고 LCLR 작업 코일 배치 작업을 나쁜 영향 주지 않습니다 크기가 조정 됩니다.

고 전력 설계에는 풀-4 또는 더 스위칭 장치 브리지 (H-브리지)를 사용 하 여 일반적입니다. 같은 디자인에 일치 하는 인덕턴스는 보통 분할 똑같이 두 다리 다리 사이 드라이브 전압 파형은 지상에 관하여 균형. DC 블로킹 커패시터 아니 net DC 다리 다리 사이 흐름을 보장 하기 위해 전류 모드 제어를 사용 하는 경우에 제거 될 수 있습니다. (H-브리지의 두 다리를 독립적으로 제어할 수 않으면 위상 시프트 컨트롤을 사용 하 여 제어 전원 처리량에 대 한 범위. 참조 대 한 자세한 내용은 "전원 제어 방법"에 대 한 아래 섹션에 6 포인트.)

여전히 높은 능력에 효과적으로 병렬로 연결 된 여러 별도 인버터를 사용 하 여 높은 부하 전류 요구 사항을 충족 가능. 그러나 별도 인버터는 직접 그들의 H-브리지의 출력 단자에 병렬로 연결 되지. 각 분산된 인버터 모든 인버터 사이 총 부하 균등 하 게 확산 되는 일치 하는 인덕터의 그것의 자신의 쌍을 통해 원격 작업 코일에 연결 됩니다.

또한 이러한 일치 하는 인덕터 인버터는 이와에서 필적 하는 경우 다양 한 추가 혜택을 제공 합니다. 첫째, 두 개의 인버터 출력 사이의 임피던스는 두 번과 같습니다.일치 하는 인덕턴스의 값입니다. 이 유도성 임피던스 스위칭 그들의 순간을 완벽 하 게 동기화 되지 경우 비할 데 인버터 사이 흐르는 "사이 촬영" 전류 제한. 둘째, 인버터 사이이 같은 유도 리는 잘못 전류 인버터 중 전시 하 고 잠재적으로 오류 추가 장치 제거 장치 오류가 발생 하는 경우 상승 속도 제한 합니다. 마지막으로, 모든 분산된 인버터는 인덕터를 통해 이미 연결 되어 있으므로 인버터 사이의 모든 추가 인덕턴스 단지 하이 임피던스 추가 하 고만 약간 전류 공유 저하의 효과가. 따라서 유도 난방 시설에 대 한 분산된 인버터 반드시 필요가 없습니다 물리적으로 서로 가까이 위치. 절연 변압기는 다음 동일한 전원에서 조차 실행 하지 필요 디자인에 포함 되어!

결함 허용

LCLR 작업 코일 배치는 다양 한 가능한 오류 조건에서 아주 잘 행동 했다.

1. 개방 회로 작업 코일입니다.
2. 단락 회로 작업 코일, 또는 탱크 커패시터.
3. 작업 코일에 단락된 차례입니다.
4. 개방 회로 탱크 커패시터입니다.

이러한 실패의 모든 인버터 및 따라서 인버터의 전류에 해당 드롭 제시 되 고 임피던스 증가 될. 저자는 개인적으로 몇 백 앰프를 들고 작업 코일의 회전 사이의 단락 회로를 드라이버를 사용. 도 불구 하 고 스파크 적용된 단락 회로의 위치에 비행, 인버터에 부하 감소 하 고 시스템을 쉽게가이 치료를 주거 든.

일어날 수 있는 최악의 일은 탱크 회로 자연 공 진 주파수는 인버터의 동작 주파수 보다 큰 되도록 detuned 된다. 드라이브 주파수는 공명에 가까운 여전히 이므로 인버터에서 여전히 중요 한 전류 흐름. 하지만 detuning, 때문에 전원 계수 줄어들고 인버터 부하 전류 전압을 리드 하기 시작 합니다. 이러한 상황은 바람직하지 않다 때문에 적용 된 전압 변경 전에 인버터 변화 방향에 의해 본 부하 전류. 이 결과 그 전류는 포스 정류 무료 휠 다이오드 사이 반대 MOSFET MOSFET 켜져 때마다. 그들은 이미 상당한 전류가 운반 하는 하는 동안 무료 휠 다이오드 강제 역 복구를 발생 합니다. 그 결과 반대 MOSFET와 다이오드를 통해 큰 전류 서 지.

반면 특별 한 고속 복구 정류기에 대 한 문제 아닙니다,이 강제 복구 Mosfet 내장 바디 다이오드 됩니다 무료 휠 다이오드 기능을 제공 하는 데 사용 하는 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 큰 전류 스파이크는 여전히 중요 한 전력 손실 및 안정성에 위협을 나타냅니다. 그러나, 그것을 실현 한다 인버터 동작 주파수의 적절 한 제어 탱크 회로의 공 진 주파수 추적을 확인 해야 합니다. 따라서 선도적인 전력 팩터 조건 이상적으로 발생 하지, 그리고 해야 확실히 시간의 길이 대 한 지속 되지. 공 진 주파수의 제한, 다음 시스템 종료 허용 주파수 범위 밖에 서 어 슬 렁가 면 추적 해야 합니다.

전력 제어 방법

종종 유도 히터에 의해 처리 하는 전력의 양을 제어 하는 것이 바람직합니다. 이 열 에너지는 가공 소재에 전송 속도를 결정 합니다. 여러 다른 방법으로이 유형의 유도 히터의 전원 설정을 제어할 수 있습니다.

1. 다양 한 DC 링크 전압.

인버터에서 처리 전원 인버터 전원 전압을 감소 하 여 감소 수 있습니다. 이것은 사이리스터를 사용 하 여 전원 공급 장치에서 파생 된 DC 전원 전압을 다양 하 게 제어 정류기 같은 가변 전압 DC 전원에서 인버터를 실행 하 여 행 해질 수 있다. 인버터를 제시 하는 임피던스 인버터 전원 처리량은 약 공급 전압의 제곱에 비례 하므로 다양 한 전력 레벨을 크게 상수 이다. 다양 한 DC 링크 전압 전력 0%에서 100% 완전 제어할 수 있습니다.

그러나 그것은 주목 해야한다, 킬로 와트에 정확한 전원 처리량 뿐만 아니라 인버터, DC 전원 전압에 뿐만 아니라 작업 코일에서는 일치 하는 네트워크를 통해 인버터 부하 네에 따라 다릅니다. 따라서 정확한 전력 제어 해야 하는 경우 실제 유도 난방 힘 측정 해야 합니다, 운영자에서 요청된 "전원 설정"에 비해 고 오류 신호를 지속적으로 조정 오류를 최소화 하기 위해 폐쇄 루프 방식에서 DC 링크 전압을 다시 먹이. 이것은 가공 저항 그것을 열로 상당히 변경 하기 때문에 일정 한 힘을 유지 하는 데 필요한입니다. (폐쇄 루프 전력 제어에 대 한이 인수에도 적용 됩니다 모든 방법을 아래에 따라.)

2. 다양 한 장치의 인버터 듀티 비.

인버터에서 처리 전원 인버터에서 스위치의 온 타임을 줄임으로써 줄일 수 있습니다. 전원 장치가 켜져 있는 시간에만 작업 코일에 공급 됩니다. 부하 전류는 deadtime 동안 장치 바디 다이오드를 통해 freewheel 두 소자는 모두 해제 남아 다음. 100에서 0% 전력의 모든 권한 허용 스위치의 듀티 비 변화%. 그러나,이 방법의 중요 한 결점은 활성 장치 및 그들의 무료 휠 다이오드 사이 무거운 전류 정류. 듀티 비는 상당히 감소 하는 경우 발생할 수 있는 무료 휠 다이오드 역 복구 강제로. 이 이유는 의무에 대 한 비 제어 일반적으로 높은 전력 유도 인버터 난방 시설에 사용 되지 않습니다.

3. 인버터의 동작 주파수를 변화.

작업 코일을 인버터에 의해 제공 되는 파워 인버터 통합 작업 코일 탱크 회로의 자연 공 진 주파수에서 detuning에 의해 줄일 수 있습니다. 인버터의 동작 주파수에서 탱크 회로의 공 진 frquency 이동 때 탱크 회로에 덜 공 상승 그리고 작업 코일에서 전류 감소 한다. 따라서 가공 소재에 유도 되어 덜 순환 전류 및 난방 시설 효과 감소.

전원 처리량을 감소 시키기 위하여 인버터는 일반적으로 탱크 회로 자연 공 진 주파수의 높은 쪽에 detuned. 이렇게 하면 주파수 증가 함에 따라 점점 더 지배 될 일치 하는 회로의 입력에서 유도 리 액 턴 스. 따라서 일치 하는 네트워크에 의해 인버터의 전류 위상에 지연 및 진폭의 감소를 시작 합니다. 실세 처리량의 감소에 기여 하는 두 가지이 요인 지체 역률 또한이 장치는 인버터에 아직 설정 0 전압 그들에 걸쳐 무료 휠 다이오드 복구 문제가 없는지 확인 합니다. (이 작업 코일의 공 진 주파수의 낮은 쪽에 인버터 detuned 했다 하는 경우 발생 하는 상황 대조 될 수 있습니다. ZVS 손실 되 고 무료 휠 다이오드 상당한 부하 전류를 운반 하는 동안 강제 역 복구를 참조 하십시오.)

이후 대부분의 유도 히터 다른 가공 및 작업 코일에 대 한 수용 하기 위해 이미 제어 인버터의 동작 주파수를 detuning에 의해 전력 레벨 제어의이 방법은 매우 간단 하다. 단점은 전력 반도체 스위치를 만들 수 있습니다 얼마나 빨리에 제한이 컨트롤의 제한 된 범위 에서만 제공 하는. 이 있는 장치 이미 최대 스위칭 속도 가까이 실행 수 고 출력 응용 프로그램에 특히 사실 이다. 이 전원 제어 메서드를 사용 하 여 높은 전력 시스템 스위칭 장치 온도 항상 쾌활 한도 내에서 유지 되도록 다른 전력 레벨에서 손실의 결과의 상세한 열 분석이 필요.

Detuning에 의해 전원 제어에 대 한 자세한 내용은 이라는 "LCLR 네트워크 주파수 응답." 아래 새로운 단원을 참조 하십시오.

4. 일치 하는 네트워크에서 인덕터의 값을 변화.

작업 코일을 인버터에 의해 제공 된 전원 일치 하는 네트워크 구성 요소 값을 변경 하 여 다양 한 수 있습니다. 기술적으로 인버터와 탱크 회로 사이 L 경기 네트워크는 유도성 및 용량 성 부분으로 구성 됩니다. 하지만 용량 성 부품이 작업 코일의 탱크 커패시터와 병렬로 하 고 실제로 이들은 일반적으로 하나의 동일한 부분. 따라서 조정에 사용할 수 있는 일치 하는 네트워크의 유일한 부분은 인덕터 이다.

일치 하는 네트워크는 인버터에 의해 구동에 적합 한 부하 임피던스를 workcoil의 부하 임피던스를 변환 합니다. 일치 하는 인덕터의 인덕턴스를 변경이 부하 임피던스 변환 값을 조정 합니다. 일반적으로, 낮은 임피던스로 변환 작업 코일 임피던스 하면 일치 하는 인덕터의 인덕턴스를 감소. 이 낮은 부하 임피던스를 인버터 제시 되 고 하면 더 많은 전력을 인버터에서 공급. 반대로, 높은 부하 임피던스 인버터를 제시 하면 일치 하는 인덕터의 인덕턴스를 증가. 이 더 가벼운 부하 인버터에서 낮은 전력 흐름 작업 코일을 발생합니다.

일치 하는 인덕터를 변경 하 여 achieveable 전원 제어의 정도 적당 한. 거기는 또한-전체 시스템의 공 진 주파수 변화가 L 경기 커패시턴스 및 탱크 커패시턴스를 결합 하 여 하나의 단위로 지불할 가격입니다. L 경기 네트워크 본질적으로 따라서 더 높은 주파수에서 공 진 탱크 회로 떠나 일치 하는 작업을 수행 하려면 탱크 커패시터에서는 커패시턴스의 일부를 빌려. 따라서 일치 하는 인덕터는 일반적으로 고정 또는 완벽 하 게 조절 전원 설정 사용자에 게 제공 하는 대신가 열 될 의도 가공 소재에 맞게 굵고 단계에서 조정할 수 있습니다.

5. 임피던스 정합 변압기입니다.

작업 코일을 인버터에 의해 제공 된 전원 임피던스 변환을 수행 하려면 탭된 RF 전력 변압기를 사용 하 여 거친 단계에서 다양 한 수 있습니다. LCLR 협정의 혜택의 대부분 부피가 크고 비싼 페라이트 전력 변압기의 제거 하지만 주파수 종속 되지 않는 방식으로 매개 변수 시스템에에서 큰 변화에 대 한 수용 하실 수 있습니다. 페라이트 전력 변압기 전원 처리량을 설정 하는 임피던스 변환 의무 수행 뿐만 아니라 전기 절연을 제공할 수도 있습니다.

또한 페라이트 전력 변압기는 인버터 출력과 L 경기 회로에 대 한 입력 사이 위치 하는 경우 여러 가지 방법으로 그것의 디자인 제약 조건은 완화 됩니다. 첫째,이 위치에 트랜스포머를 찾는 두 권선에 임피던스는 상대적으로 높은 의미 합니다. 즉, 전압높은 하 고 전류는 비교적 작은입니다. 이러한 조건에 대 한 종래의 페라이트 전원 변압기를 설계 하는 것이 쉽습니다. 대규모 순환 작업 코일에서 현재 냉각 문제를 크게 줄이는 페라이트 변압기에서 유지 됩니다. 둘째, 변압기 인버터에서 구형 파 출력 전압을 보고, 비록 그것의 권선 전류는 정현파를 수행 한다. 고주파 고조파 부족 피부 효과와 근접 효과 지휘자 변압기에 난방을 줄일 수 있습니다.

마지막으로 최소 inter-winding 커패시턴스와 증가 된 누설 인덕턴스의 비용으로 좋은 절연 트랜스포머 설계를 최적화 한다. 이 이유 전시 하 고 단순히이 위치에 있는 변압기에 의해 어떤 누설 인덕턴스 L 경기 회로에 대 한 입력에 일치 하는 인덕턴스에 추가 합니다. 따라서 변압기에서 누설 인덕턴스는 inter-winding 용량으로 성능을 손상으로.

6. 위상 shift 제어 H-브리지.

작업 코일 전압 먹이 풀-브리지 (H-브리지) 인버터에 의해 제어 되는 경우에 아직 전력 제어를 달성 하는 또 다른 방법은. 두 다리 다리의 스위칭 instants를 독립적으로 제어할 수 다음 열립니다 제어 전원 처리량의 가능성을 두 다리 다리 사이의 위상차를 조정 하 여.

둘 다 다리 스위치 단계 정확히 다리 때 그들은 둘 다 동일한 전압 출력. 이 없는 전압에 걸쳐 의미 합니다

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