Energiatarbimise võrdlus erinevate vooluringide puhul, mida kasutatakse keskmise sagedusega (MF) induktsioonküttesüsteemis sepistamiseks

Kirjutas hr Zeng xiaolin ettevõttest CHENGDU DUOLIN ELECTRIC CO., LTD

Käesolevas artiklis analüüsitakse praeguse SCR MF induktsioonküttesüsteemi puudusi ja tutvustatakse uut tüüpi MF induktsioonküttesüsteemi IGBT -toiteseadmetega sepistamiseks. See on seeria resonantsahel, millel on märkimisväärne energiasäästlik efekt ja mida saab hõlpsasti käivitada mis tahes koormustingimustes.

Praegu kasutab enamik tootjaid LC paralleelresonantsahel ja inverter SCR nende MF jaoks Induktsioonküttesüsteem. Selline SCR -inverteritehnoloogia töötati välja eelmise sajandi 70ndate alguses. Palun vaataDdiagramm 1!

. SCR LC paralleelresonantsahel

Ddiagramm 1

Seda tüüpi vooluahelas täidab parandamise sektsioon kahte ülesannet:

1. To teisendada vahelduvvool alalisvooluks kuue SCR -i (räni juhitav alaldi) abil.

2. To reguleerige masina võimsust.

Selle vooluahela puudused:

1. Lisaks investeering võimsusteguri kompenseerimiskondensaatorisse Kabinet (PFCCC).

Võimsuse reguleerimine saavutatakse SCR juhtivusnurga reguleerimisega ja juhtimisnurga vähendamine vähendab elektrivõrgu võimsustegurit. Seega peavad kasutajad ostma võimsusteguri kompenseeriva kondensaatori kapi. Ja siis kulusid suurendatakse.

2. Madal võimsustegur

Võimsustegur on ainult 0,8 kuni 0,85 inverteri sektsioonis SCR väljalülitusomaduste tõttu.

3. Kõrge energia tarbimine

l Pärast rektifitseerimist tehakse alalisvoolu filtreerimine suure alalisvoolureaktoriga. Seega1–3% energiakadu genereeritakse selles jaotises.

l Inverteri ahelat täidavad neli türistorit (SCR), nii umbes 5% energia kaotus tekib inverteri sektsioonis.

l Väljundosa on paralleelne resonantsahel, mis koosneb induktsioonmähist ja kondensaatorist. Piiratud SCR jaotuspingega, väljundpinge ≤750 V. Võnkumisvool induktsioonmähisel on Q (5–10) korda alalisvoolust (Q on resonantsahela kvaliteeditegur). Seega on induktsioonmähisel palju energiakadu. Nii et paralleelse resonantsahela korralenergiakadu on umbes 25% kuni 30% masina võimsusest.

Tseega SCR MF induktsiooni H efektiivsussöömine Süsteem on umbes 60% kuni 70%.

Tõstke kindlasti esile induktsioonmähise pinget ja alandage võnkeringi väärtust Q, mis võib parandada masina efektiivsust. Kuid paralleelselt resonantsahelas tuleb induktsioonmähise mõlemad otsed otse türistoriga ühendada, kui induktsioonmähise pinget tõsta, tuleb türistoride lagunemispinget tõsta. Seetõttu suurendavad türistoride rikkepinge tõstmine tootmiskulusid, kuid seda piirab ka türistori rikkepinge.

Türistor on pooljuhtimisega toiteallikas, mille võnkeringi väärtus Q <10, hõlpsasti peatab võnkumist või võnkumist.

Inimesed, kes kasutasid induktsioonküttesüsteemi SCR MF, teavad tõde, kui soojusjaam täitis külma materjali; võnkumist on raske alustada. Nii et tõhususe parandamiseksMF induktsioon kütmine süsteem peate otsima teise toiteallika ja teise vooluahela: IGBT ja LC Sari Resonants Vooluring. Palun vaataDiagramm 2 allpool!

. IGBT LCSari Resonantsahel

—–kasutatakse Duolin MF induktsioonküttesüsteem

90ndate alguses sündis uus toiteallikas IGBT omadused suur jõud, väike lüliti kadu ja kõrge töötavad sagedus kuni 100 kHz. IGBT -tehnoloogia on pärast 20 -aastast arengut üsna küps, eriti INFINEONi neljanda põlvkonna IGBT. Selle küllastuspinge on ≤ 1,7, samas kui kõva lülitamise sagedus on jõudnud 20KHZ-ni. IGBT on absoluutne domineerimine sellistes valdkondades nagu sagedusmuundur, lülitustoide ja induktsioonkuumutus.

Ddiagramm 2

Selles vooluringis toimub alaldamine otse kuue (6) dioodiga ilma tükeldamiseta, nii et võrgu võimsustegurile oleks minimaalne mõju. Seeriaresonantsahelas teeb filtreerimistöö suure ja raske reaktori asemel kondensaator C1, et saavutada energiasääst. Siin töötab SCR T1 ainult lülitina. Kui kondensaator on teatud pingele laetud, ühendatakse SCR T1.

Inverteri sektsioon sisaldab nelja (4) IGBT -d. IGBT juhtivuskadu on võrdne SCR -iga, kuid IGBT -lüliti kadu on väiksem kui SCR -i, seega on inverterivoolu kadu väike, umbes 3%.

Võimsuse reguleerimiseks on kaks võimalust: 1. muunduri sektsiooni töösageduse muutmine; 2. muutes IGBT juhtimisaega.

Väljundi osa on Shädad Resonants Circuit, mille moodustavad induktiivpool (L) ja kondensaator (C). Sellele vooluahelale on iseloomulik, et IGBT läbiv vool võrdub induktiivpooli ja kondensaatori vooluga, kuid induktiivpooli pinge on 3-10 (Q väärtus) korda alaldatud alalispingest. Pinget induktiivpoolil (L) pakub otse kondensaator (C), seega pole induktiivpoolil pinget tõstes vaja tõsta toiteallikate (IGBT) rikkepinget.

Võimsus induktiivpooli juures P = V (pinge induktiivpoolil) × I (vool läbi induktiivpooli). Nüüd võrdleme induktiivpooli kadu Paralleel- ja seeriaresonants vooluahel. Oletame, et induktiivpooli võimsus on P.

Paralleelresonantsahel (prc): P = Vprc × minaprc; P = 750 × Iprc; Minaprc= P/750

Seeria resonantsahel (src): P = Vsrc × minasrc; P = 1500 × Isrc; Minasrc= P/1500 (minimaalne Vsrc = 3 × 500 alalisvoolu pinget)

Seega minasrc = 1/2 I. prc; me teame, et induktori kadu on seotud ainult induktiivpooli takistusega. Takistuseks eeldatakse R, siis on võimsuskadu:

P = mina2R; Pprc = Minaprc2R; Psrc = Minasrc2 R = (1/2 Iprc)2 R = 1/4 I.prc2 R

Selle vooluringi või Duolini MF induktsioonküttesüsteemi eelised:

1. Kõrge tõhusust

Seega sama võimsuse ja sama induktiivpooli tingimustes on seeriaresonantsinduktori maksimaalne kadu veerand (1/4) paralleelresonantsinduktorist (vt ülaltoodud valemit!). Siis on jadaresonantsväljundi sektsiooni kadu ligikaudu 5% - 10% masina võimsusest, seega on kasutatud seeria resonantsahela MF induktsioonküttesüsteemi efektiivsus 80% - 90%.

2. Madal energiatarve

Seeria resonantsahelas pole induktiivpooli pinge seotud toiteallika rikkepingega. Niikaua kui induktiivpooli isolatsioon lubab, võib induktiivpooli pinge tõstmine vähendada induktiivpooluse kadu, parandades veelgi masina efektiivsust. Põhimõte on sama kui võrgu jõuülekanne kõrgepinge korral.

Seetõttu valige projekteerimisel õige Q väärtus, mis tagab masina töökindluse ja parandab masina efektiivsust ning võib seejärel oluliselt päästa energia 10% -30% cvõrreldes tavapärase türistori (SCR) induktsioonküttesüsteemiga.

3. Kõrge võimsustegur

Tavaliselt on MF induktsioonküttesüsteemil IGBT seeria resonantsahelaga kõrge võimsustegur üle 0,95. Kui alaldada 12-impulsiga, võib võimsustegur olla kuni 0,98.

4. Lihtne käivitada mis tahes koormustingimustes

IGBT on täielikult juhitav toiteallikas. IGBT sisse- ja väljalülitamist kontrollib värav otse, sõltumata võimsustegurist ja võnkeringi Q väärtusest. Nii saab masinat hõlpsasti käivitada mis tahes koormuse korral.

Igatahes on MF induktsioonküttesüsteem koos IGBT -seeria resonantsahelaga parim valik sepistamisettevõtteid.


Postitamise aeg: veebruar-04-2021