IGBT新型节能中频电源柜
IGBT新型节能中频电源柜是一种高效节能的冶金加热设备。它采用IGBT作为核心功率器件，兼具MOS管和双极晶体管的优点，具有低通态电阻、低开关损耗、高耐压和高载流密度等特点。在整流部分，采用二极管整流，避免了电网功率因数下降，同时串联谐振电路去掉了滤波电抗器，进一步降低了损耗。变频电路由IGBT模块构成，其损耗仅约3%，功率调节可通过变频或调宽实现。感应线圈与补偿电容串联构成的输出电路，损耗低至整机功率的5%-10%，整机效率可达80%-90%，且通过提高中频电压可进一步降低损耗、提升效率。此外，IGBT串联感应加热设备采用逆变侧调节方式，整流电路功率因数为100%，无需额外配置设备，为冶金行业提供了高效、节能、稳定的加热解决方案。
IGBT新型节能中频电源柜的特点：
（1）GBT是栅极为MOS构造，同时兼具MOS管高速、输入阻抗高、易驱动与GTR的通态压降小、载流密度大、耐压高、热稳定性好、双极晶体管通态压降低的优点于一身。工作时由于IGBT的电导调制特性，RN减小很多使得IGBT的通态电阻很低，大约为VMOS的十分之一，使得IGBT的功耗很低。从简化等效电路上看，IGBT相当于是用双极性晶体管与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个MOSFET驱动的晶体管。因此，IGBT的通态压降很低，特别是在大电流的情况下更为明显。而由于IGBT的栅极为MOS构造，因此IGBT的开关损耗与可控硅相比非常低。可控硅为换流关断型，它的门极只能使管子开通，不能使其关断。管子开通后，门极就失去了控制能力，只能依靠外部换流使流过管子的电流下降为0，或者使管子两端的电压反向而关断。因此可控硅的开关损耗非常高，在较高的频率下使用效率很低。
（2）IGBT电源整流部分由6只二极管担任，直接整流不斩波，不会导致电网的功率因数下降。串联谐振电路去掉了庞大而笨重的滤波电抗器，减小了损耗，滤波由电容担任。变频电路由4只IGBT模块构成，IGBT的导通损耗比可控硅低，而关断损耗大大低于可控硅的开关损耗，因此变频电流的损耗大约在3%。该电路的功率调节有两种方式：
①改变变频电路的工作频率（变频）
②改变IGBT的导通时间（调宽）。输出电路的特征是感应线圈与补偿电容串联构成串联谐振电路。此电路的特征是流过IGBT的电流与流过感应线圈及补偿电容的电流相等，而感应线圈上的电压是整流后直流电压的3~10倍（串联谐振电路的特征是振荡线圈的电压是直流电压的Q倍）。感应线圈上的功率P=感应线圈上的电压（V）×流过感应线圈的电流（I）。在相同的功率与相同的感应线圈的情况下，串联谐振感应线圈的损耗最多只有并联谐振感应线圈的91。因此，串联谐振输出电路的损耗约占整机功率的5%-10%，所以串联谐振变频的中频感应加热设备的整机效率为80%-90%。在串联谐振电路中，感应线圈上中频电压的高低与变频功率器件的耐压无关，只要感应线圈的绝缘允许，提高中频电压就可以进一步降低感应线圈的损耗，整机效率就会进一步提高，这和输电为什么要用高压输送是一个道理。
（3）IGBT串联感应加热设备调节功率采用逆变侧调节方式，整流电路采用二极管，整流的功率因数为100%，不需要在配电柜中另外配置设备。
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云南 - 昆明
2025年03月20日 ~ 22日
