IGBT小功率感应加热电源的设计+电路图(5)
1.8 感应加热电源的研究意义
由于电磁感应加热具有加热效率高、速度快，可控性好及易于实现机械化、自动化等优点，已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。在国外，感应加热技术已日趋成熟。在铸造方面，正在迅速发展双联熔炼工艺，即利用感应加热炉保温改性，进行球墨铸铁或合金钢的精密浇铸；在锻造方面，利用感应加热实现快速透热热锻，其材料利用率可达85%，铸件表面光洁度可小于50微米。随着我国电力供应的改善，环保要求的提高，发展和扩大感应熔炼炉的规模，在大型企业推广双联熔炼工艺，改造我国铸造行业已成为可能。这一改造工程不但涉及到感应加热电源，保温炉的设计制造，还涉及到双联熔炼工艺的最佳化控制系统设计等。
1.9 课题主要研究内容及任务
1、感应加热电源工作原理分析；
2、设计将加热材料从室温加热到950°C的感应加热电源主电路设计。选择加热频率、确定加热时间、感应加热器尺寸、加热功率，计算电参数、冷却水; 电源主电路设计；
3、感应加热电源控制系统设计。
1.10 本课题的方案论证
本设计的感应加热电源拟采用IGBT作为开关器件。以理论计算进行对感应加热电源线圈部分的设计。在线圈部分的计算完成后，进行加热电路部分的设计。冷却方式拟采用水冷却。
（1） 技术可行性
绝缘栅极功率晶体管有以下几个特点：
1、良好的自关断性能。IGBT的开通和关断完全取决于栅极控制电压的幅值，不必借助复杂的换流电路。使IGBT电源控制方便，启动性能较好。
2、通态电阻具有正温度系数。即管子的结温越高，通态电阻越大，通态电流也就越小。这说明IGBT具有自动电流平衡的作用。这使得大容量电源中IGBT的并联使用更容易实现。
3、目前IGBT的保护技术已经发展得十分完善，主要通过管于通态压降检测，运用降栅压、缓关断技术，反应时间短，保护迅速及时。
4、IGBT的开关频率最高可达几十千赫兹，完全覆盖低频、中频以及超音频频段。
由于绝缘门极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)集合了MOSFET和BJT的优点，在现代电力电子技术的许多场合都得到了应用。随着IGBT模块化、大容量化和高频化的发展，由其构成的感应加热电源装置已成为现实。
因此，本方案从技术上而言完全可行。
（2） 经济可行性
感应加热具有节能，加热速度快，适合局部加热，且表面氧化层少等优点。
全固态电源有如下优点：
1、固态电源电路体积小。包括电源和感应器及水冷却系统，整个体积1000mm×1000mm×1700mm左右。
2、固态电源电路效率高。若不计输出变压器损失效率，电源本身的效率可达90％ 以上，而电子管振荡式电源效率只能达到50％ ～60％ 。
3、固态电源电路控制方便可靠，启动迅速，负载适应范围宽，工作电压低，操作安全。
4、固态电源电路寿命长。
5、固态电源电路在高频产生过程中电压低，安全性好。
综上所述，本方案在经济角度上完全可行。
（3） 方案可行性
感应加热技术是利用电磁感应原理对工件进行加热, 其核心是感应加热电源。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。随着感应加热技术的不断普及化及其适用范围的大众化，本方案可行。