IGBT小功率感应加热电源的设计+电路图(2)
3 感应线圈冷却水的计算 18
3.1 冷却水温度的确定 18
3.2 冷却水量的计算 18
3.3 感应线圈水冷却的验算 19
4 感应加热电源电路的设计 22
4.1 电路的基本结构 23
4.2 整流电路 23
4.2.1 整流电路的作用 23
4.2.2 整流电路的分类及各自的优缺点 23
4.2.3 三相二极管不控整流电路 25
4.3 逆变电路 26
4.3.1 逆变电路的分类 26
4.3.2 逆变器的工作原理 27
4.3.3 逆变电路器件的选择 28
4.4 控制电路 30
4.4.1 控制电路的结构及原理 30
4.4.2 控制电路的作用 32
4.4.3 控制芯片 32
4.4.4 控制设计 35
5 总结 37
致谢 38
参考文献39
1 绪论
感应加热技术是利用电磁感应原理对工件进行加热, 其主要用途是感应加热电源。
由于感应加热具有加热速度快、热效率高、加热均匀和易于实现机械化、自动化等优点, 在铸造熔炼、锻造毛坯加热、钢管弯曲、金属表面热处理、焊接、粉末冶金等行业中被广泛应用。随着感应加热理论和感应加热装置的不断发展, 其应用领域也随之扩大, 应用范围越来越广, 如微波炉、电磁炉等已进入人们的日常生活。而感应加热技术的发展与感应加热电源水平密切相关。
1.1 高频加热的两种方式
利用高频电压或电流来加热通常有两种方法：
1、电介质加热：利用高频电压（比如微波炉加热）；
2、感应加热：利用高频电流（比如密封包装）。
（1） 电介质加热（dielectric heating）
电介质加热通常用来加热不导电材料，比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图1.2：
图1.2 电介质加热示意图
当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。
（2） 感应加热（induction heating）
感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图1.3：
图1.3 感应加热示意图
本文主要是利用感应加热来进行金属加热。
1.2 感应加热电源的工作原理
1831年，英国物理学家faraday发现了电磁感应现象，并且提出了相应的理论解释。其内容为，当电路围绕的区域内存在交变的磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。
感应加热是根据电磁感应原理，利用涡流对置于交变磁场中的工件进行加热。高频交变电流通过线圈产生交变的磁场，当磁场内磁力线通过待加热金属工件时，交变的磁力线穿透金属工件形成回路，故在其横截面内产生感应电流，此电流称为涡流(亦称傅科电流)，可使待加热工件局部瞬时迅速发热，进而达到工业加热的目的。
根据不同的加热工艺的要求，感应加热采用的电源的频率有工频（50HZ），中频（60-10000HZ），高频（高于10000HZ）。感应加热本身的物体必须是导体，感应加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，容易实现整体均匀加热或局部加热。