幾種感應(yīng)加熱電源產(chǎn)品性能比較分析
a 多種運行方式,內(nèi)置 PID,無需其它設(shè)備即可實現(xiàn)恒溫度控制
b 多種控制方式,容易實現(xiàn)遠方控制及自動化控制
c 工藝曲線編程功能和自動運行
d 頻率自動跟蹤
3 各種類型感應(yīng)加熱電源產(chǎn)品性能比較
目前,感應(yīng)加熱電源主要存在電子管式、晶閘管式、MOSFET 式、IGBT 式;而IGBT式又有如下幾種主流產(chǎn)品:
a 可控調(diào)壓 IGBT 并聯(lián)諧振式(變壓器隔離型或非隔離型);
b 不可控調(diào)壓 IGBT 并聯(lián)諧振式(變壓器隔離型或非隔離型);
c 脈寬調(diào)制 IGBT 串聯(lián)諧振式(變壓器隔離型);
d 斬波調(diào)壓 IGBT 串聯(lián)諧振式(變壓器隔離型);
在此僅對各種 IGBT 式設(shè)備與新型數(shù)字式空冷設(shè)備進行比較。
4 節(jié)能分析
4.1 感應(yīng)加熱系統(tǒng)節(jié)能措施
對于一個感應(yīng)加熱系統(tǒng),考慮節(jié)能時,不僅要考慮感應(yīng)加熱電源本身,更應(yīng)考慮感應(yīng)器結(jié)構(gòu)及其匹配是否恰當。然而,感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計與采取何種方式的感應(yīng)加熱電源并沒有直接關(guān)系,而主要由用戶的工藝要求所決定。有時優(yōu)化感應(yīng)器設(shè)計所得到的節(jié)能效果遠比提高感應(yīng)加熱電源本身效率的節(jié)能效果要好;又或者如果匹配不恰當,所損失的電量也很大。但由于感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計主要是由用戶的工藝要求所決定,變數(shù)較大,難以對其節(jié)能效果進行定量分析。
對于設(shè)備本身,除了效率外,功率因數(shù)也很重要,因為用戶不僅需要支付有功功率的費用,也需要支付無功功率的費用。而且因為諧波引起的功率因數(shù)下降還不能用補償電容的方法進行補償。
大多數(shù)場合下,設(shè)備不是在滿功率下運行的,如果一臺設(shè)備實際運行功率因數(shù)只有0.6,那么顯而易見,用戶在無功功率上需要支付的費用將大為超過因設(shè)備效率引起的有功功率損失費用(按照供電規(guī)則,功率因素高于0.85 時,不增收電費;功率因數(shù)為0.60 時,月電費增收15%,低于0.60 時,每低0.01,增收2%,也就是說如果功率因素為0.40,則月電費將增收55%)。
圖示為串聯(lián)諧振設(shè)備與并聯(lián)諧振設(shè)備在不同負荷下的功率因數(shù)(未計入諧波引起的功率因數(shù)下降)。
另外,對于感應(yīng)加熱系統(tǒng)來說,冷卻水的節(jié)約也是相當可觀的,也應(yīng)是節(jié)能的一部分。
如果是自來水冷卻直接排放,則水費的損失比設(shè)備效率引起的電費損失還要大(設(shè)備效率按照92%計算,水流量按照每分鐘50 升計算);如果用戶使用了循環(huán)水冷卻,或者閉式水冷機,則水制冷所需的電功率以及水泵的電功率依然應(yīng)該計入損耗的一部分。
4.2 系列感應(yīng)加熱電源與其它方式的感應(yīng)加熱電源相比
以設(shè)備功率 160KW 的感應(yīng)加熱電源為例,比較隔離可控調(diào)壓IGBT 并聯(lián)諧振式、非隔離不可控調(diào)壓IGBT 并聯(lián)諧振式、脈寬調(diào)制IGBT 串聯(lián)諧振式、 數(shù)字空冷IGBT 串聯(lián)次級諧振式感應(yīng)加熱電源的耗電量,以設(shè)備平均輸出功率120KW、每年平均工作300日、每日8 小時、電費按照每度0.80 元計算:
5 結(jié)語
a 傳統(tǒng)感應(yīng)加熱電源產(chǎn)品存在損耗大、電能和水的消耗大、功率因數(shù)低、水系統(tǒng)故障多、運行可靠性不高等缺陷。
b 新型 數(shù)字式空冷感應(yīng)加熱電源通過采取數(shù)字式全空冷結(jié)構(gòu)、IGBT 軟開關(guān)等措施降低系統(tǒng)損耗,不僅提高了效率,而且消除了系統(tǒng)來自水系統(tǒng)的故障;通過采用DSP實現(xiàn)全數(shù)字式控制,不僅提高了系統(tǒng)跟蹤和控制準確度,而且系統(tǒng)的可靠性和先進性也得以提高;通過直流側(cè)IGBT 斬波電路結(jié)構(gòu),不僅實現(xiàn)了逆變IGBT 的過零開通和過零關(guān)斷,而且提高了電源的功率因數(shù)。
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