IGBT在中頻感應(yīng)加熱電源中的應(yīng)用

1 引言

　　根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的供電模式，空心抽油桿感應(yīng)加熱系統(tǒng)采用的是工頻感應(yīng)加熱方式。為了三相用電平衡，工頻加熱電源將工頻三相交流電中的一相分別經(jīng)電抗器、電容器列相移相疊加到其它二相，再經(jīng)變壓器直接變成適于各種加熱要求的單相工頻交流電后連接加熱導(dǎo)體。因而工頻加熱電源成本高、體積大、笨重、效率低。

　　石油中頻感應(yīng)加熱電源采用IGBT作為逆變開(kāi)關(guān)器件，與常用的工頻加熱電源相比，體積縮小40%、重量減輕50%。

　　2 中頻感應(yīng)加熱電源

　　中頻感應(yīng)加熱電源的電路結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1。三相整流器將工頻三相交流電整流成直流電，經(jīng)濾波后，由全橋逆變器變換成頻率和占空比在一定范圍內(nèi)均連續(xù)可調(diào)的單相中頻交流電，再經(jīng)隔離變壓器輸出給加熱負(fù)載。全橋逆變器采用脈寬調(diào)制(PWM)零電壓開(kāi)關(guān)電路，具有開(kāi)關(guān)損耗低、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)[2]。控制電路采用SG3524集成塊，調(diào)節(jié)⑨腳電壓以保證輸出信號(hào)的死區(qū)時(shí)聞。輸出信號(hào)的脈寬受石油溫度探測(cè)器調(diào)制.石油的溫度控制在45～7O℃。溫度過(guò)高易改變石油的化學(xué)特性.溫度過(guò)低會(huì)降低石油的流動(dòng)性。

　　3 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路

　　3.1 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊的選用

　　IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊EXB841、M57962L均可用于驅(qū)動(dòng)1200V 系列400A以內(nèi)的IGBT模塊，且具有過(guò)流檢顙j及保護(hù)功能。這兩種驅(qū)動(dòng)模塊短路保護(hù)情況下的輸出波形如圖2所示。EXB841內(nèi)部產(chǎn)生一5v負(fù)偏壓且不可調(diào);M57962L在外部利用穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生一9v 負(fù)偏壓，關(guān)柵可靠性比EXB841高。另外M57962L的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(從出現(xiàn)過(guò)流到柵壓降至0V)為6.3μs，(參見(jiàn)圖2a);EXB841的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為16μs且關(guān)柵電壓不能降至一2v 以下，(參見(jiàn)圖2b)，導(dǎo)致IGBT 炸管的危險(xiǎn)性比M57962L大。因此宜選用M57962L。

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