Базовые детали высокочастотного индукционного нагрева

Индукционный нагрев является процесс нагрева-контакт. Он использует электричество высокой частоты для электропроводных материалов тепла. Так как это бесконтактный, процесс нагрева не загрязняет нагревании материала. Это также очень эффективным, так как на самом деле тепла внутри заготовки. Это можно сравнить с другими Отопление методы, где тепло генерируется в пламени или нагревательный элемент, который затем применяется к рабочему изделию. По этим причинам индукции Отопление поддается некоторых уникальных приложений в промышленности.

Как работает отопление индукции?

Для черных металлов как железо и некоторые виды стали существует механизм дополнительного отопления, который проходит в то же время, вихревые токи, упомянутых выше. Интенсивной переменного магнитного поля внутри катушки работы неоднократно намагничивает и de-magnetises кристаллов железа. Этот быстрый листать магнитные домены вызывает значительные трения и Отопление внутри материала. Отопление из-за этого механизма известен как потеря гистерезиса и является наибольшей для материалов, которые имеют большую площадь внутри их кривой B-H. Это может быть большим фактором для тепла во время индукционного нагрева, но занимает место внутри черных металлов. По этой причине железосодержащих материалов поддаются более легко отопления по индукции чем цветных материалов.

Это интересно отметить, что сталь теряет свои магнитные свойства при нагревании выше примерно 700 ° C. Эта температура называется температуры Кюри. Это означает, что выше 700 ° C не может быть никакого нагрева материала из-за потери гистерезиса. Любые дальнейшие Отопление материала должно быть вызвано индуцированная вихревые токи одиночку. Это делает Отопление стали выше 700 ° C более сложной задачей для индукции, отопительных систем. Тот факт, что медные и алюминиевые немагнитные и очень хорошие электрические проводники, можно также сделать эти материалы вызов тепло эффективно. (Мы увидим, что наилучший курс действий для этих материалов является до частоты преувеличивать потери из-за скин-эффект).

Индукции Отопление для чего используется?

Нагревательное индукционное может использоваться для любого приложения, где мы хотим тепло электропроводящих материалов в чистой, эффективным и контролируемым образом.

Один из наиболее распространенных приложений предназначен для герметизации anti-tamper тюленей, которые застряли в верхней части бутылки медицины и напитки. Печать фольгой покрытием с «термоплавкого клея» вставлен в пластмассовый колпачок и болтами на вершину каждой бутылки во время производства. Эти пленки, которую тюленей затем быстро нагревают как бутылки проходят под Индукционный нагреватель на производственной линии. Тепла тает клей и уплотнения фольги на верхней части бутылки. Когда колпачок удаляется, фольгу по-прежнему обеспечивая герметичную изоляцию и предотвращая любые манипуляции или заражения содержимое бутылки до тех пор, пока клиент пронзает фольгу.

Еще применяется «getter стрельбы» для удаления загрязнения с эвакуированных пробок, такие как ТВ кинескопов, вакуумные трубки и различных газовых газоразрядные лампы. Кольцо из электропроводящего материала, называемые «getter» помещается внутри эвакуированных стеклянный сосуд. С индукционным нагревом бесконтактный процесс, который может использоваться для обогрева добытчик, которая уже запечатан внутри судна. Индукционная работы катушка расположен недалеко от считывания на внешней вакуумной трубки и источника переменного тока включено. В течение нескольких секунд после начала Индукционный нагреватель метод считывания является подогревом белый горячий и химических веществ в ее покрытие реагируют с любых газов в вакууме. В результате получается, что метод считывания поглощает любой последние оставшиеся следы газа внутри вакуумной трубки и увеличивает чистоту вакуума.

Еще еще один для индукционного нагрева применяется процесс называется зоны очистки используется в промышленности для производства полупроводников. Это процесс, в котором кремния очищается с помощью движущихся зона расплавленного материала. Поиск в Интернете обязательно включите более подробную информацию на этот процесс, что я мало знаю о.

Другие применения включают плавления, сварки и пайки или металлов. Индукции плитой и рисоварки. Металлические упрочнения боеприпасов, снаряжения зубы, увидел, что лезвия и валы карданной передачи и т.д., также распространенных приложений, потому что процесс индукции очень быстро нагревает поверхность металла. Поэтому она может использоваться для поверхностного упрочнения и упрочнения локализованной области металлических частей, «опережающего «тепловой проводимости тепла глубже в часть или близлежащих районах. Бесконтактные характер индукционного нагрева также означает, что он может использоваться для тепла материалы в аналитических приложений без риска заражения образца. Similiarly, металл, который может стерилизовать медицинских инструментов путем нагрева их воздействию высоких температур, хотя они по-прежнему опечатаны внутри известный sterile окружающей среды, с тем чтобы убить микробы.

Что требуется для индукционного нагрева?

В теории только 3 вещи являются необходимыми для осуществления индукционного нагрева:

1. Источник электрической энергии высокой частоты
2. Работа катушка для получения переменного магнитного поля,
3. Электропроводящий заготовки для разогревания,

Сказав это, практических индукционные системы нагрева обычно немного более сложным. Например сеть импеданс соответствия требуется часто между источником высокой частоты и работы катушки для того, чтобы обеспечить хорошую мощность передачи. Системы охлаждения воды распространены также в высокой мощности индукционные нагреватели для удаления отходов тепла от работы катушки, ее соответствия сети и силовой электроники. Наконец некоторые управления электроники обычно используется для контроля интенсивности отопления действий и времени цикла нагрева, чтобы гарантировать согласованность результатов. Управляющая электроника защищает систему от повреждения ряда неблагоприятных условий эксплуатации. Однако основной принцип работы любого Индукционный нагреватель остается таким же, как описано выше.

Практическое осуществление

В практике работы катушки обычно включены в резонансном танковая цепь. Это имеет ряд преимуществ. Во-первых это делает ток или напряжение сигнала стал синусоидальным. Это минимизирует потери в инвертор, позволяя ему на пользу от нулевого напряжения переключения или ноль Ток коммутации в зависимости от точное расположение выбранного. Синусоидального сигнала на работу катушки также представляет более чистый сигнал и вызывает меньше радиопомех до близлежащих оборудования. Этот момент становится очень важным в мощных систем. Мы увидим, что существует ряд резонансные схемы, которые дизайнер Индукционный нагреватель может выбрать для работы катушки:

Серия резонансного танковая цепь

Работы катушки производится резонировать на предполагаемой рабочей частоты при помощи конденсатора помещены в серии с ним. Это вызывает через работы катушки быть синусоидальный ток. В серии резонанс увеличивает напряжение через работу катушки, гораздо выше, чем выходного напряжения инвертора одиночку. Инвертор видит тока синусоидальной нагрузки, но он должен нести полный ток, который течёт в работе катушки. По этой причине работа катушка часто состоит из многих витков провода с только несколько усилителей или десятки amps течет. Значительный тепловой мощности достигается, позволяя резонансные напряжения через работу катушки в механизме серии резонансном пока держащ ток через катушки (и инвертор) до разумного уровня.

Этот механизм часто используется в вещах, как рисоварки где низок уровень мощности, и инвертор расположен рядом с объектом для разогревания. Основные недостатки серии резонансного договоренности являются, что инвертор должен нести тот же ток, что потоки в работе катушки. Помимо этого рост напряжения из-за серии резонанс может стать очень выраженный если не значительно размера заготовки в работу катушки для влажной цепь. Это не является проблемой в приложениях, как рисоварки где заготовки всегда же приготовления судна, и его свойства, хорошо известны на момент проектирования системы.

Танк конденсатор обычно рассчитана для высокого напряжения из-за роста резонансные напряжения, опытных в серии настроенный резонансный цепи. Он должен также нести полный ток, проделанной работы катушки, хотя это обычно не является проблемой в приложениях малой мощности.

Параллельные резонансного танковая цепь

Работы катушки производится резонировать на предполагаемой рабочей частоты при помощи конденсатора помещены параллельно с ней. Это вызывает через работы катушки быть синусоидальный ток. Параллельного резонанса также увеличивает ток через работу катушки, гораздо выше, чем вывода текущего потенциала инвертор одиночку. Инвертор видит синусоидального тока нагрузки. Однако в этом случае он имеет только нести часть нагрузки ток, который на самом деле реальной работе. Инвертор не нужно нести полный, циркулирующих в работе катушки. Это весьма значительным, поскольку факторы питания в индукционного нагрева приложений обычно низки. Это свойство параллельной цепи резонансных можно сделать десятикратное снижение текущих, которые должны быть поддержаны инвертора и подключения его к работе катушки провода. Проводимости потери пропорциональны обычно текущий квадрате, поэтому десятикратное снижение тока нагрузки представляет значительную экономию проводимости потерь в инвертор и связанных с ними проводки. Это означает, что работы катушки могут быть помещены в месте, удаленном от инвертора не неся огромные потери в подачи провода.

Работа катушек, используя этот метод часто состоят из всего на несколько оборотов толстый медный провод, но с большие токи многих сотен или тысяч ампер течет. (Это необходимо для того получить необходимые ампер повороты сделать индукционного нагрева). Водяное охлаждение является общим для всех, кроме самых маленьких систем. Это необходимо для удаления избыточного тепла проход большого высокой частоты тока через работу катушки и ее связанные танк конденсатор.

В параллельных резонансного танковая цепь катушки работу можно рассматривать как индуктивной нагрузкой с «коррекция коэффициента мощности» конденсатор, подключенных через его. ПФК конденсатор обеспечивает реактивный ток равных и напротив большой индуктивный ток, запряженной работы катушки. Главное помнить, что этот огромный ток локализована для работы катушки и его конденсатор и просто представляет реактивной мощности, болтающихся назад и вперед между двумя. Поэтому только реальные текущий поток от инвертора является относительно небольшой объем, необходимых для преодоления потерь в «ПФК» конденсатора и катушки работы. Всегда есть некоторые потери в этом танковая цепь за счет диэлектрических потерь в конденсатор и скин-эффект, вызывая резистивные потери в конденсатор и работы катушки. Поэтому небольшой ток всегда рисуется от инвертора даже с не заготовки настоящее. Когда с потерями заготовки вставляется в работе катушки, это демпфирует параллельной цепи резонансных путем введения дальнейшей потери в системе. Поэтому ток, запряженной параллельных резонансного танковая цепь увеличивается, когда заготовку вступил в катушки.

Импеданс соответствия

Или просто «соответствия». Это относится к электроники, который находится между источником энергии высокой частоты и работы катушки, мы используем для отопления. Для того, чтобы тепло твердый кусок металла через индукционного нагрева, нам нужно вызвать КОЛОССАЛЬНАЯ текущего потока в поверхности металла. Однако это может контрастирует с преобразователем, который генерирует мощности высокой частоты. Инвертор обычно работает лучше (и дизайн является несколько проще) если он работает на довольно высоком напряжении но низкий ток. (Обычно проблемы встречаются в в силовой электроники, когда мы пытаемся перейти большие токи включения и выключения в очень короткое время.) Увеличение напряe и уменьшения тока позволяет общей переключения режима транзисторы (или быстрый IGBT) должен использоваться. Сравнительно низкой течения делают инвертор менее чувствителен к вопросам макет и бродячих индуктивности. Это работа соответствующей сети и работы катушки, сам для преобразования напряжения/низким сильноточных от инвертора для напряжения/высокий слаботочных необходимых для нагрева заготовки эффективно.

Когда по инициативе на обеспокоен резонанса тока, запряженной емкость конденсатора и катушки работу равны в масштабы и наоборот в фазе и поэтому исключают друг друга по мере источник питания. Это означает, что только нагрузка, видели источник питания на резонансной частоте сопротивление потерь через танковая цепь. (Обратите внимание, что, когда по инициативе обеих сторон резонансной частоты, существует дополнительный компонент «этап» к текущему, вызванные неполным отмены работы катушки и тока конденсатора цистерны. Этот реактивный ток увеличивается общая величина изображаемого от источника тока но не способствует достижению любой полезной нагрева заготовки.)

Работа соответствия сети является просто превратить это сопротивление относительно большие потери через танковая цепь вплоть до более низкое значение, которое лучше подходит инвертора, пытаясь водить его. Есть много разных способов для достижения этого импеданс преобразования, включая прослушивание работы катушки, с использованием ферритовых трансформатор, емкостным делителем вместо танк конденсатор или соответствующий контур как L-матч сеть.

L-матч сеть имеет несколько свойств, весьма желательно в этом приложении. Индуктора на входе в сеть L-матч представляет постепенно рост индуктивных реактивные все частоты выше резонансной частоты танковая цепь. Это очень важно, когда работы катушки должна подаваться из источник напряжения инвертора, который генерирует прямоугольная выходного напряжения. Вот объяснение, почему это так...

Прямоугольная напряжения, порожденных наиболее половина моста и полный мост цепей богата высокочастотные гармоники, а также хотел фундаментальная частота. Прямое подключение такого напряжения источника к параллельной цепи резонансных приведет к чрезмерной течения потока на всех гармоник частота привода! Это потому, что танк конденсатор в параллельной цепи резонансных представит постепенно нижней емкостные реактивные увеличению частоты. Это потенциально очень серьезный ущерб источник напряжения инвертора. Это приводит к большой тока на переключения переходы как инвертор пытается быстро заряда и разряда конденсатора цистерны на роста и падения края прямоугольная. Включение L-матч сети между инвертора и танковая цепь отрицает эту проблему. Теперь выходной инвертор видит индуктивных реактивные Lm в соответствующие сети сначала, и все гармоники сигнала диск увидеть постепенно рост индуктивное сопротивление. Это означает, что максимальный ток частотой предназначены и мало гармонический ток, делая текущей нагрузки инвертора в гладкой волны.

Наконец с правильной настройкой L-матч сеть способна предоставить небольшой индуктивной нагрузки инвертора. Это немного отстает инвертор тока нагрузки могут облегчить переключение напряжения нулевой (ЗВС) МОП в мост инвертора. Это значительно сокращает включения коммутационные потери из-за устройство вывода емкости в МОП-транзисторов на высоких напряжений. Общий результат меньше Отопление в полупроводниках и увеличения жизни.

Таким образом включение L-матч сети между инвертора и параллельных резонансного танковая цепь достигает две вещи.

1. Импеданс соответствия таким образом, чтобы необходимое количество власти могут поставляться из инвертора для заготовки,
2. Презентация рост индуктивных реактивные чтобы высокочастотные гармоники держать инвертор безопасной и счастливой.

Катушка LCLR работы

Этот механизм включает в себя работу катушки в параллельной цепи резонансных и использует сеть L-матч между танковая цепь и инвертор. Соответствия сеть используется для изготовления танковая цепь появляются как более подходящий нагрузки инвертора, и его происхождение обсуждается в разделе выше.

H работы катушки LCLRкак несколько желательных свойств:

1. Огромный текущие потоки в работе катушки, но инвертор должен только низкий ток питания. Большой циркулирующих текущего ограничивается работы катушки и параллельных конденсатор, которые обычно расположены очень близко друг к другу.
2. Только сравнительно низкие текущие потоки вдоль линии электропередач от инвертора к бак цепи, так что это можно использовать легкие обязанность кабель.
3. Любые бродячих индуктивность линии электропередачи просто становится частью соответствующей сети индуктивности (л.) поэтому ТЭЦ может быть расположен вдали от инвертора.
4. Инвертор видит синусоидального тока нагрузки, так что он может принести пользу от ZCS или ЗВС, чтобы уменьшить ее коммутационные потери и поэтому запустить кулер.
5. Соответствия индуктивности серии могут быть изменены для различных нагрузок внутри работы катушки.
6. Танковая цепь может подаваться через несколько подходящих индукторов от многих инверторы для достижения уровней мощности выше достижимые с одной инвертора. Соответствия индукторы обеспечивают присущие совместного использования тока между инверторы нагрузки и также сделать систему терпимость к некоторым рассогласовывая переключения мгновениями распараллеленный инверторы.

Для получения дополнительных сведений о поведении резонансного сети LCLR увидеть новый раздел ниже помечены «LCLR сети частота ответа.»

Еще одним преимуществом LCLR расположение работы катушки является, что он не требует-высокочастотный трансформатор для обеспечения соответствия импеданса функции. Ферритовые трансформаторы способен обрабатывать несколько киловатт являются большие, тяжелые и довольно дорого. В дополнение к этому трансформатор должен охлаждаться, для удаления избыточного тепла высокие токи, течет в его проводников. Включение L-матч сети в работе LCLR катушка договоренности удаляет трансформатора необходимость соответствовать инвертор для работы катушки, экономии затрат и упрощения разработки. Однако дизайнер должен ценить что 1:1 трансформатор может потребоваться между инвертора и входные катушки расположение LCLR работы при необходимости от питающей электрической изоляции. Это зависит от ли изоляция имеет важное значение, и ли основной блок питания в Индукционный нагреватель уже обеспечивает достаточные электрическая изоляция для удовлетворения этих требований безопасности.

Концептуальная схема

Гофра схема системы показывает простой инвертор, вождение его расположение катушка LCLR работы.

Инвертор в этой демонстрации прототипа был простой половине мост состоящий из двух MTW14N50 транзисторы, сделал мою на полупроводник (ранее Motorola.) Он питается от сглаженного DC питания с развязки конденсатор через рельсы, чтобы поддержать текущие требования переменного тока инвертора. Однако следует понял, что качество и регулирование питания для индукционного нагрева приложений не является критическим. Многоволновой ректификованный (но un-smoothed) сети могут работать а также сглаженный и регламентированы DC когда дело доходит до Отопление металла, но пик токи выше для же средняя мощность нагрева. Есть много аргументов для сохранения размера конденсатор шины постоянного тока до минимума. В частности он улучшает коэффициент мощности тока всасывается из розетки через выпрямитель, и это также сводит к минимуму накопленной энергии в случае неисправности в пределах инвертора.

Конденсатор DC-блокировка используется лишь для того, чтобы остановить DC выход из половины мост инвертора от причинения тока через катушку работы. Она размером достаточно большой, что она не принимает участие в импеданс соответствия и не влияет отрицательно операции LCLR расположение работы катушки.

В конструкции высокой мощности это часто использовать полный мост (H-мост) 4 или более переключения устройств. В такой конструкции соответствия индуктивность обычно делится поровну между двумя мост ноги так, что диск напряжение сигналов являются сбалансированными в отношении земли. DC-преграждая конденсатор также могут быть устранены, если текущий элемент управления режим используется для того, что нет чистой DC потоков между ног мост. (Если обе ноги H-моста может управляться независимо то есть возможности для контроля мощности пропускную способность с помощью фазовая управления. См. пункт 6 ниже в разделе о «Power управления методы» для более подробной информации.)

В еще более высокие полномочия вполне возможно использовать несколько отдельных инверторы, эффективно соединены параллельно для удовлетворения высоким требованиям ток нагрузки. Однако отдельные инверторы не связаны непосредственно параллельно на выходные клеммы их H-мостов. Каждый из распределенных инверторы подключен к удаленной работы катушки через свою собственную пару подходящих индукторов, обеспечивающие, что общая нагрузка равномерно среди всех инверторы.

Эти сопоставления индукторов также предоставляют ряд дополнительных преимуществ когда инверторы параллельно таким образом. Во-первых импеданс между любых двух выходов инвертор равен дважды значение соответствия индуктивности. Этот индуктивное сопротивление ограничивает «стрелять между» ток, что потоки между параллельным инверторы, если их переключения мгновения не синхронизированы прекрасно. Во-вторых этот же индуктивных реактивные между инверторы ограничивает скорость, в котором вине тока повышается, если один из инверторы экспонатов отказа устройства, потенциально устраняя неисправность дальнейшего устройств. Наконец поскольку все распределенные инверторы уже подключен через индукторов, любые дополнительные индуктивность между инверторы лишь добавляет этот импеданс и имеет только эффект слегка унижающего достоинство текущего обмена. Поэтому распределенных инверторы для индукционного нагрева не обязательно должен быть расположен физически близко друг к другу. Если изоляция трансформаторов, включены в конструкции, то они не должны даже запустить от же питания!

Отказоустойчивость

LCLR расположение работы катушки очень хорошо вели себя в различных возможных неисправностей.

1. Обрыв работы катушка.
2. Короткого замыкания работы катушки, (или танк конденсатор).
3. Shorted поворот в работе катушки.
4. Обрыв танк конденсатор.

Все эти неудачи приводят к увеличению импеданс, представляются инвертора и, следовательно, соответствующее падение в текущем из инвертора. Автор лично использовал отвертки для короткого замыкания между повороты работы катушки, перевозящих несколько сотен ампер. Несмотря на искры в месте прикладной короткого замыкания, уменьшается нагрузка на инвертор и система выживает это лечение с легкостью.

Худшее, что может случиться, что танковая цепь становится расстраиваются таким, чтобы его естественного резонансная частота чуть выше частотаинвертор. Поскольку частота диск по-прежнему близка к резонанс есть еще значительные текущий поток из инвертора. Но коэффициент мощности сокращены из-за расстраивания, и ток нагрузки инвертора начинает вести напряжения. Эта ситуация является нежелательным потому что ток нагрузки, видели инвертор изменения направления до изменения приложенного напряжения. Результатом этого является, что ток сил коммутируемый между диоды-колесо и противостоящие MOSFET каждый раз MOSFET включается. Это вызывает принудительного обратного восстановления диоды-колесо, хотя они уже несут значительный прямой ток. Это приводит к большой скачок тока через диод и противостоящие MOSFET, обращаются на.

Хотя не является проблемой для специальных быстрого восстановления выпрямители, это принудительное восстановление может вызвать проблемы, если встроенные тела диоды транзисторы используются для предоставления функции-колесо диод. Эти большие тока по-прежнему представляют собой значительную мощность потерь и угрозы для надежности. Однако, он должен быть реализованным следует обеспечить надлежащий контроль инвертора, Рабочая частота, что он отслеживает резонансная частота танковая цепь. Поэтому ведущий фактор питания не в идеале должно возникать и должны безусловно не сохраняются для любого отрезка времени. Резонансная частота должны отслеживаться до своего предела, то система свертывание если он бродил за пределами диапазона приемлемой частоты.

Методы контроля мощности

Часто желательно контролировать количество энергии, обрабатываемые Индукционный нагреватель. Это определяет уровень, на котором тепло энергия передается заготовки. Уставку мощности этого типа Индукционный нагреватель можно управлять в ряде различных способов:

1. Различные ссылка напряжение.

Власть, обрабатываемые инвертор может быть уменьшен путем уменьшения напряжения питания инвертора. Это можно сделать, запустив инвертор от переменное напряжение DC питания как управляемый выпрямитель с помощью тиристоров варьировать напряжение питания постоянного тока, производного от питающей. Импеданс, представленных к инвертору является значительной степени неизменным с различной мощности, поэтому пропускной мощности инвертора примерно пропорциональна квадрату напряжения питания. Различной ссылка напряжение позволяет полный контроль над мощность от 0% до 100%.

Однако, следует отметить, что пропускная способность точный мощность в киловаттах зависит не только от напряжения питания DC инвертора, но и на impedence нагрузки, что работы катушки представляет инвертор через соответствующие сети. Поэтому если требуется точное мощности контроль должен измеряться фактическим индукционного нагрева питания, по сравнению с запрошенной» параметра питания» от оператора и ошибка сигнала передаются постоянно корректировать ссылка напряжение в замкнутой моды минимизировать ошибку. Это необходимо для поддержания постоянной мощности, потому что сопротивление заготовки изменяется значительно, как он нагревается. (Этот аргумент для управления питанием замкнутого цикла также относится к все методы, которые следуют ниже.)

2. Различные обязанности соотношение устройств в инвертор.

Власть, обрабатываемые инвертор может быть уменьшена путем сокращения на время выключателей в инвертор. Мощность только получены для работы катушки в то время, при включении устройства. Затем ток нагрузки осталось свободного хода через диоды тела устройства во время deadtime, когда оба устройства должны быть выключены. Различной обязанность соотношение выключателей позволяет полный контроль над мощность от 0% до 100%. Однако значительным недостатком этого метода является смягчение тяжелого течения между активных устройств и их диоды-колесо. Вынуждены обратного восстановления-колесо диодов, которые могут произойти при долгом соотношение значительно снижается. Для этой причине соотношение управления не используется обычно в высокой мощности индукционного нагрева инверторы.

3. Различные Рабочая частота инвертора.

Электропитание, поставляемое инвертор для работы Катушка может быть уменьшена расстройки инвертора от естественного резонансной частоты танковая цепь включения работы катушки. Рабочая частота инвертора отошел от резонансной frquency танковая цепь, есть менее резонансным рост танковая цепь, а ток в катушке работы уменьшается. Поэтому меньше циркулирующих текущего индуцируется в workpiece и Отопление эффект уменьшается.

С тем чтобы уменьшить пропускную способность мощности инвертора обычно расстроенной на высокой стороне бака цепей природных резонансной частоты. Это приводит к индуктивных реактивные на входе сопоставления схемы, чтобы стать все более доминирующей, как частота увеличивается. Поэтому ток, сделанные из инвертора в соответствующие сети начинает отставать в фазе и уменьшаться в амплитуде. Оба эти фактора способствуют уменьшению пропускной способности реальной власти. В дополнение к этому отстающих коэффициент мощности гарантирует, что в инвертор устройства по-прежнему включается с нулевым напряжением через них, и есть никаких проблем восстановления-колесо диод. (Это можно сравнить с ситуацией, что произойдет, если инвертор были расстраиваются на низкой стороне работы катушки резонансной частоты. ЗВС теряется, и диоды-колесо увидеть принудительного обратного восстановления, в то время как ношение ток значительные нагрузки.)

Этот метод контроля уровня мощности, расстраивания очень проста, поскольку большинство индукционные нагреватели уже есть контроль над Рабочая частота инвертора с целью удовлетворения различных заготовок и работы катушки. Оборотная сторона что оно предоставляет только ограниченный спектр контроля, как есть предел, как быстро силовых полупроводниковых приборов могут быть сделаны для переключения. Это особенно верно в отношении высокой мощности приложений, где устройства может быть запущена уже близко к максимальной скорости переключения. Высокой мощности системы, с помощью этого метода контроля мощности требуют подробного термический анализ результатов переключения потери на уровнях различные мощности для обеспечения температуры устройства всегда оставаться в допустимых пределах.

Более подробную информацию о управления питанием, расстраивания увидеть новый раздел ниже помечены «LCLR сети частота ответа.»

4. Различные значение индуктивности в соответствующие сети.

Электропитание, поставляемое инвертор для работы катушки могут быть разнообразны, изменяя значение сопоставления сетевых компонентов. Технически сеть L-матч между инвертора и танковая цепь состоит из индуктивных и емкостных часть. Но емкостный часть параллельно с работы катушки собственный танк конденсатор, и на практике это обычно один и тот же часть. Поэтому единственной частью соответствующей сети, которая доступна для регулировки является индуктора.

Соответствия сеть отвечает за преобразование сопротивление нагрузки workcoil сопротивление подходящий нагрузки определяются инвертора. Изменения индуктивности соответствия индуктора настраивает значение, к которому преобразуется сопротивление нагрузки. В общем уменьшение индуктивности соответствия индуктор вызывает сопротивление катушки работы быть преобразованы до нижней импеданс. Это Нижняя существо импеданс нагрузкипредставлен причин инвертора, больше энергии, чтобы быть получены от инвертора. И наоборот увеличение индуктивность соответствия индуктор вызывает выше сопротивление нагрузки должен быть представлен к инвертору. Эта зажигалка нагрузка приводит к в меньше мощности потока от инвертора для работы катушки.

Степень управления питанием achieveable, изменяя соответствующие индуктора является умеренным. Существует также сдвиг в резонансной частоты общей системы - это Цена, которую платят объединения L-матч емкости и емкость бака в одну единицу. L-матч сети по существу заимствует некоторые из емкости от конденсатора цистерны для выполнения соответствующей операции, таким образом оставляя танковая цепь резонировать на более высокой частоте. По этой причине соответствия индуктора обычно фиксированной или скорректированы в грубый шаги для удовлетворения предполагаемого заготовки обогреваться, вместо того, чтобы предоставить пользователю с полной регулировкой мощности.

5. Импеданс соответствия трансформатор.

Электропитание, поставляемое инвертор для работы катушки могут быть разнообразны в грубый шагов с помощью резьбовых РФ силового трансформатора для выполнения импеданс преобразования. Хотя большая часть выгоды LCLR договоренности в ликвидации громоздких и дорогостоящих ферритовые силового трансформатора, он может организовать банкеты для большого изменения в параметры системы таким образом, чтобы это не зависит от частоты. Ферритовые силового трансформатора может также предоставить электрическая изоляция, а также выполнять импеданс преобразования обязаны установить мощность пропускная способность.

Кроме того если ферритовые силового трансформатора помещается между выходом инверторы и входные цепи L-матч его дизайн ограничения находятся в расслабленном состоянии во многих отношениях. Во-первых местонахождения трансформатора в этом положении означает, что импедансов на обеих обмотках являются относительно высокими. т.е. высоки напряжений и токов сравнительно малы. Это проще для разработки обычных ферритовые трансформатор для этих условий. Массивные циркулирующих в работу катушки хранится из феррита трансформатор, значительно уменьшая охлаждения проблем. Во-вторых хотя трансформатор видит площади волны выходного напряжения от инвертора, его обмотки нести токи, синусоидальные. Отсутствие высокочастотные гармоники уменьшает нагрева в трансформатор из-за скин-эффекта и эффекта близости в течение проводников.

Наконец трансформатор дизайн следует оптимизирован для минимальных inter-winding емкость и хорошая изоляция за счет увеличения индуктивность. Это объясняется тем, что любой индуктивность, выставлены на трансформатор, расположенный в этом положении просто добавляет к соответствия индуктивность на входе в L-матч цепи. Поэтому не является индуктивность в трансформатор как ущерб производительности, как емкость inter-winding.

6. Фазовая контроль H-моста.

Когда работы катушки управляется напряжения кормили инвертор (H-мост) полный мост есть еще другой метод достижения управления питанием. Если переключения мгновений обе ноги, мост может управляться независимо то она открывает возможность контролирующих мощности пропускную способность, регулируя фазового сдвига между ног два моста.

Когда оба мост ноги переключатель точно в фазе, они оба вывода же напряжения. Это означает, нет напряжения через

Tags: Базовые детали высокочастотного индукционного нагрева