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隨著功率器件的發(fā)展，感應(yīng)加熱電源的頻率也逐步提高，經(jīng)歷了中頻、超音頻、高頻幾個(gè)階段。在感應(yīng)加熱電源的應(yīng)用中，淬火、焊管、焊接等工藝都要求高頻率高功率的電源。功率MOSFET雖然可以實(shí)現(xiàn)高頻工作，但其電壓、電流容量等級(jí)低，大功率電源需采用串、并聯(lián)技術(shù)，影響了電源運(yùn)行的可靠性。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)比較容易實(shí)現(xiàn)電源高功率化，但在高頻情況下，其開(kāi)關(guān)損耗，尤其是IGBT關(guān)斷時(shí)存在的尾部電流，會(huì)限制工作頻率的進(jìn)一步提高。

本文論述的中頻感應(yīng)加熱電源采用功率自關(guān)斷功率器件IGBT，負(fù)載頻率是開(kāi)關(guān)管工作頻率的二倍，間接拓寬了IGBT的使用頻率；功率管工作于零電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)，徹底消除了尾部電流引起的關(guān)斷損耗，理論上可實(shí)現(xiàn)零開(kāi)關(guān)損耗；同時(shí)采用死區(qū)控制策略后，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載阻抗調(diào)節(jié)。以往一般采用晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變電路，但是晶閘管關(guān)斷期反壓太低，參數(shù)匹配麻煩，輸出頻率仍然偏低；而采用IGBT后，并讓電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)下，這些問(wèn)題都得到很好地解決。

為滿足中小工件加熱的需要，研制了一種新型線效的中頻感應(yīng)加熱電源。該電源具有輸出電壓低圈匝數(shù)少、不需要中頻變壓器降壓、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高。

在感應(yīng)加熱設(shè)備中存在著三個(gè)效應(yīng)——集膚效應(yīng)、近鄰效應(yīng)和圓環(huán)效應(yīng)。

集膚效應(yīng)：當(dāng)交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，沿導(dǎo)體截面上的電流分布式部均勻的，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體的表面層，這種電流集聚的現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。

近鄰效應(yīng)——當(dāng)兩根通有交流電的導(dǎo)體靠得很近時(shí)，在互相影響下，兩導(dǎo)體中的電流要重新分布。當(dāng)兩根導(dǎo)體流的電流是反方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體內(nèi)側(cè)；當(dāng)兩根導(dǎo)體流的電流是同方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體外側(cè)，這種現(xiàn)象稱為近鄰效應(yīng)。

圓環(huán)效應(yīng)：若將交流電通過(guò)圓環(huán)形線圈時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在線圈導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為圓環(huán)效應(yīng)。

感應(yīng)加熱電源就是綜合利用這三種效應(yīng)的設(shè)備。在感應(yīng)線圈中置以金屬工件，感應(yīng)線圈兩端加上交流電壓，產(chǎn)生交流電流，在工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流。此兩電流方向相反，情況與兩根平行母線流過(guò)方向相反的電流相似。當(dāng)電流和感應(yīng)電流相互靠攏時(shí)，線圈和工件表現(xiàn)出鄰近效應(yīng)，結(jié)果，電流集聚在線圈的內(nèi)側(cè)表面，電流聚集在工件的外表面。這時(shí)線圈本身表現(xiàn)為圓環(huán)效應(yīng)，而工件本身表現(xiàn)為集膚效應(yīng)。