IGBT Orta Frekans Güç Kabininin Performansı ve Özellikleri

IGBT orta frekans güç kabini, yalıtımlı kapı bipolar transistör (IGBT) anahtarlama cihazını çekirdek olarak kullanan bir orta frekans güç ekipmanıdır. Metal eritme, dövme ısıtma, ısıl işlem ve kaynak gibi endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Performansı ve özellikleri temel olarak aşağıdaki yönlerde yatmaktadır:

Temel Performans

Yüksek verimlilik ve üstün enerji tasarrufu performansı

Tamamen kontrollü bir güç cihazı olarak IGBT, geleneksel tristörlere kıyasla önemli ölçüde daha düşük anahtarlama kaybına ve iletim voltaj düşüşüne sahiptir. Optimize edilmiş bir topoloji (seri rezonans ve paralel rezonans gibi) ile birleştirildiğinde, tüm makinenin genel verimliliği %90'ın üzerine çıkabilir (geleneksel tristör orta frekans güç kaynakları tipik olarak %80 ila %85 aralığındadır), enerji tüketimini önemli ölçüde azaltır.

Geniş frekans ayar aralığı, güçlü uyarlanabilirlik

Frekans ayar aralığı geniştir (tipik olarak 1kHz - 20kHz ve bazı modeller 50kHz'e ulaşabilir) ve ayar doğruluğu yüksektir (±0.1%). Farklı proses gereksinimlerine (eritme, ısıl işlem, kaynak gibi) göre yük özelliklerini hassas bir şekilde eşleştirebilir, geleneksel tristör güç kaynaklarının dar frekans aralığı sorununu çözer (frekanslar çoğunlukla 500Hz'den düşüktür).

Yüksek kararlılık ve hızlı tepki

Dijital kontrol teknolojilerini (DSP, PLC gibi) benimseyerek, yük değişikliklerini (eritme sırasında fırın malzemesi empedansının dalgalanması gibi) gerçek zamanlı olarak izleyebilir ve kararlı güç çıkışını sağlamak için çıkış voltajını, akımını ve frekansını milisaniyeler içinde ayarlayabilir (voltaj/akım kararlılığı ±%1 aralığında), yüksek güçlü proseslerin (hassas ısıl işlem gibi) gereksinimlerini karşılar.

Yüksek güç faktörü, şebeke dostu

Aktif güç faktörü düzeltme (PFC) veya rezonans kontrolü yoluyla, giriş güç faktörü 0,95'in üzerine çıkarılabilir (geleneksel tristör güç kaynakları çoğunlukla 0,85'ten düşüktür), reaktif güç kayıplarını şebekeye önemli ölçüde azaltır; aynı zamanda, harmonik bastırma tasarımı yoluyla, şebekeye yönelik harmonik kirliliği azaltılır (toplam harmonik bozulma oranı THD < %10), şebeke standartlarını karşılar.

Ana Özellikler

IGBT bileşenlerinin kullanımı ile performans avantajları dikkat çekicidir.

IGBT, MOSFET'in yüksek frekanslı anahtarlama özelliklerini ve GTR'nin büyük akım taşıma kapasitesini birleştirir. Hızlı bir anahtarlama hızına (mikrosaniye seviyesinde), düşük iletim direncine sahiptir ve yüksek frekanslı tasarımı destekler. Bu, transformatörler ve reaktörler gibi manyetik bileşenlerin hacmini azaltır, genel yapıyı daha kompakt hale getirir (geleneksel ekipmana kıyasla hacmi %30-%50 azaltır).

Dijital akıllı kontrol, kolay kullanım

Dokunmatik ekranlar, PLC ve diğer akıllı kontrol sistemleriyle entegre edilerek, güç, frekans ve çalışma süresi gibi parametrelerin hassas bir şekilde ayarlanmasını ve gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlar; proses parametrelerinin (çoklu ısıl işlem formülleri gibi) depolanmasını destekler ve tek bir tıklamayla çağrılabilir, işlemi basitleştirir; bazı modeller, uzaktan izleme ve arıza teşhisi elde etmek için Endüstriyel Nesnelerin İnterneti'ne (IoT) bağlanabilir.

Kapsamlı koruma mekanizması, yüksek güvenlik ile

Çoklu koruma fonksiyonlarına sahiptir:

Güç kaynağı tarafı: Aşırı gerilim, düşük gerilim, faz kaybı, aşırı akım koruması;

Cihaz tarafı: IGBT aşırı ısınma, aşırı akım, kısa devre koruması;

Yük tarafı: Yük kısa devresi ve açık devre koruması;

Yardımcı sistem: Su eksikliği (veya hava soğutma arızası) nedeniyle su soğutma sistemi arızası, yüksek yağ sıcaklığı koruması, vb., **ekipman ve personel güvenliğini sağlar.

Yüksek yük uyarlanabilirliği, geniş uygulama senaryoları

Endüktif, kapasitif veya doğrusal olmayan yükleri (orta frekans fırınları, ısıtma bobinleri, kaynak transformatörleri vb. gibi) kararlı bir şekilde sürebilir, özellikle yükün drastik bir şekilde değiştiği durumlarda (fırın malzemesi eridiğinde eritme işlemi sırasında olduğu gibi), yine de kararlı çıkışı koruyabilir, metal eritme, dövme ısıtma, su verme ve temperleme ve orta frekanslı kaynak gibi çeşitli endüstriyel senaryoların ihtiyaçlarını karşılar.

Düşük bakım maliyeti ve uzun ömür

IGBT modülü modüler bir tasarım benimser, bu da değiştirmeyi kolaylaştırır; mekanik temas aşınması sorunu yoktur ve ortalama arızasız çalışma süresi (MTBF) 10.000 saatin üzerine çıkabilir; soğutma sistemi (hava soğutma / su soğutma) optimum olarak tasarlanmıştır, yüksek ısı dağılım verimliliğine sahiptir, aşırı ısınmadan kaynaklanan arızaları azaltır.

Düşük gürültü ve çevresel uyumluluk

Yüksek frekanslı anahtarlama teknolojisi, güç kaynağının kendisinin elektromanyetik gürültüsünü azaltır. Düşük gürültülü soğutma fanları ile birleştirildiğinde, makinenin genel çalışma gürültüsü 75dB'nin altında kontrol edilebilir. Giriş voltaj aralığı geniştir (örneğin 380V ± %15), şebeke dalgalanmalarına uyum sağlayabilir ve karmaşık endüstriyel ortamlar için uygundur.

Sonuç olarak, yüksek verimlilik, geniş frekans ayarı ve akıllı kontrol gibi avantajlarıyla IGBT orta frekans güç kabini, geleneksel tristör orta frekans güç kaynağının yerini yavaş yavaş almış ve endüstriyel ısıtma ve enerji dönüşümü alanında temel bir ekipman haline gelmiştir.