感应加热设备-扩展功率容量

　　根据加热物质对象及吨位不同，电源的功率容量可以从数百伏安到几十兆伏安不等。扩展感应加热电源的功率容量是感应加热技术及应用前景的关键，主要可以通过如下途径提升加热的功率容量。

　　（1）提高单体半导体功率器件的容量。根据被加热工件工沉的具体要求，正确选择目前国内外功率容量大的单体模块。在频率2kHz以下的中频感应加热电源，可选门极关断晶闸管（GTO）、集成门换流晶闸管（IGCT）等优良半导体器件，日本三菱、日立、瑞士ABB等公司IGCT单体模块可成为商品的已有4000A/6000V产品，功率容量在20MV.A以上。GTO的产品有10 000Al9000v产品，可能突破10 000A／12 000V，功率容量约100MV.A。

　　在高频感应加热电源可选用IGBT绝缘栅双极型晶体管和IEGT电子注入增强栅晶体管，IEGT是一种新型IGBT模块，它兼有IGBT和GTO的优点，低的饱和压降、低的栅极驱动功率、宽的工作安全区和高的工作频率。工作频率150kHz、电压6500V、电流3600A的IGBT模块在德国英飞凌公司已研制成功。一种高性价比、高效、高可靠性的第6代IGBT模块在日本三菱研制成功，对于相同功率容量的IGBT，开通损耗比第5代降低20%，结温降低25℃，续流二极管比第5代降低21℃，集电极电流密度J。与饱和压降V cesa.及关断损耗Eoff乘积之比，即，。／Vcesa。Eoff比第5代降低30%，可降低散热系统的体积、质量和成本，这种优良性能的IGBT模块对感应如热电源及其他电力电子装置的发展具有很大的潜力和意义。IECT单模块目前的水平是1000A]

　　4500V。IGCT与GTO、IGCT与IGBT、IECT与IGBT之间的竞争将给21世纪感应加热电源及其他电力开关变换器的发展带来新的生机。

　　（2）采用串、并联功率器件提高容量。当使用单体电力半导体功率器件模块不能满足感应加热电源输出功率时，需要采用功率器件串、并联工作方式，以提高输出电压或电流，提升加热电源的功率容量，比如在高频、大功率感应加热电源中使用场效应晶体管模块（ MOSFET），需要串、并联器件以提升功率容量。功率器件串联使用时，必须妥善解决好器件间均压问题；功率器件并联使用时，必须妥善解决好器件间均流问题，同时还需对器件的参数进行测试、筛选、配对使用，无论是串联还是并联使用，要尽量选配参数一致的功率器件进行串、并联。用于串、并联的功率器件还应根据串、并联个数实行降额使用，以提高加热电源的可靠性。

　　（3）多台感应加热电源并联扩容。功率器件串、并联数目受器件参数离散性导致可靠性下降及控制驱动复杂的制约。在器件串、并联不能满足功率容量时，采用多台加热电源并联工作扩充电源的总容量。电源并联工作犷容，应保证各台电源均匀输出，并有冗余设计。并联均流可以采用简单的软连接方式，也可以采用专用均流控制芯片，电流不均匀性控制在5%以下，以保证各并联电源组件的安全运行。