IGBT式感應加熱電源常見問題分析

    目前國內大部分生產(chǎn)廠商已經(jīng)采用IGBT結構的感應加熱電源，這種結構的加熱電源能夠維持長時間高效工作，且安全性比較高，因此比較受到生產(chǎn)商和消費群體的歡迎。然而。雖然國內采用IGBT取代晶閘管和電子管已經(jīng)取得了很大的進步，但目前大多數(shù)生產(chǎn)廠商研制生產(chǎn)的感應加熱電源設備仍然存在一些普遍問題和缺陷。

    在實際應用的過程中，國內常見IGBT式加熱電源的缺陷和問題主要表現(xiàn)為：長時間應用后工作效率降低、電能和冷卻水消耗大;功率元件IGBT非常容易損壞;電抗器或輸出變壓器容易損壞;冷卻水回路容易發(fā)生故障;加熱電源整機功率因數(shù)較低、諧波污染大;設備可靠連續(xù)運行性能欠佳。

    以上這些問題之所以會在運行的過程中出現(xiàn)，其最主要是的原因還是在設計上存在缺陷而所致的。現(xiàn)在我們就針對這些問題進行其原因的進一步探討。首先是電能和冷卻水消耗比較大的問題，由于IGBT、電抗器、輸出變壓器、諧振電容器均采取水冷結構，不僅損耗較大、效率較低，冷卻水消耗大，而且容易發(fā)生因為銅管結垢堵塞導致器件燒毀，也容易發(fā)生漏水導致故障范圍擴大等問題。且由于水路并聯(lián)支路很多，系統(tǒng)無法保證每一支路均具有斷水保護功能。

    而IGBT功率元件容易出現(xiàn)損壞問題，則是由于模擬式控制電路不能適應各種變化工況，使得功率元件IGBT脫離過零軟開關狀態(tài)，因此開關損耗增加并導致功率元件IGBT損壞。脈寬調制型(無斬波調壓)產(chǎn)品采用軟開通、硬關斷或帶緩沖的硬關斷電路，因此IGBT損耗大，且這種方式容易脫離軟開關狀態(tài)導致 IGBT損壞。

    在IGBT式加熱電源的運行過程中，輸出變壓器和電抗器也很容易受到損害。這二者出現(xiàn)故障或損壞原因則是由于設備在過壓、過載、感應圈短路或部分短路、功率元件過熱等情況下控制電路不能起到有效限制和保護作用，這種條件下很容易導致電抗器或輸出變壓器容易受到損壞。并聯(lián)諧振方式的設備容易發(fā)生逆變單元過壓而損壞器件。整流后直接采用大容量電力電容濾波，無濾波電感或直流側IGBT斬波電路，因此功率因數(shù)低，輸入電流諧波大。

    以上就是本文針對目前國內使用的IGBT式感應加熱電源所存在的缺陷，所進行的問題總結和簡要分析，希望能夠幫助工程師在研發(fā)的過程中更全面的完成系統(tǒng)設計，規(guī)避設計缺陷。<