O desempenho e as características do armário de potência de média frequência IGBT
O armário de potência de média frequência IGBT é um equipamento de potência de média frequência com transistor bipolar de porta isolada (IGBT) como o dispositivo de comutação central. É amplamente utilizado em áreas industriais como fundição de metais, aquecimento por forjamento, tratamento térmico e soldagem. Seu desempenho e características residem principalmente nos seguintes aspectos:
Desempenho central
Alta eficiência e desempenho notável de economia de energia
Como um dispositivo de potência totalmente controlado, o IGBT tem perdas de comutação e queda de tensão de condução significativamente menores em comparação com os tiristores tradicionais. Combinado com uma topologia otimizada (como ressonância em série e ressonância em paralelo), a eficiência geral de toda a máquina pode atingir mais de 90% (enquanto as fontes de alimentação de média frequência de tiristores tradicionais geralmente variam de 80% a 85%), reduzindo significativamente o consumo de energia.
Ampla faixa de ajuste de frequência, com forte adaptabilidade
A faixa de ajuste de frequência é ampla (normalmente 1kHz - 20kHz, e alguns modelos podem atingir 50kHz), e a precisão do ajuste é alta (±0,1%). Ele pode corresponder com precisão às características da carga de acordo com diferentes requisitos de processo (como fusão, tratamento térmico, soldagem), resolvendo o problema da faixa de frequência estreita das fontes de alimentação de tiristores tradicionais (com frequências principalmente inferiores a 500Hz).
Alta estabilidade e resposta rápida
Ao adotar tecnologias de controle digital (como DSP, PLC), ele pode monitorar as mudanças de carga (como a flutuação da impedância do material da fornalha durante a fusão) em tempo real e ajustar a tensão, corrente e frequência de saída em milissegundos para garantir uma saída de potência estável (estabilidade de tensão/corrente dentro da faixa de ±1%), atendendo aos requisitos de processos de alta potência (como tratamento térmico de precisão).
Fator de potência alto, amigável à rede elétrica
Através da correção ativa do fator de potência (PFC) ou controle ressonante, o fator de potência de entrada pode ser aumentado para acima de 0,95 (as fontes de alimentação de tiristores tradicionais são principalmente inferiores a 0,85), reduzindo significativamente as perdas de potência reativa para a rede elétrica; ao mesmo tempo, através do projeto de supressão de harmônicos, a poluição harmônica para a rede elétrica é reduzida (taxa de distorção harmônica total THD < 10%), atendendo aos padrões da rede elétrica.
Principais características
Com o uso de componentes IGBT, as vantagens de desempenho são notáveis.
O IGBT combina as características de comutação de alta frequência do MOSFET e a grande capacidade de transporte de corrente do GTR. Ele tem uma velocidade de comutação rápida (no nível de microssegundos), baixa resistência no estado ligado e suporta design de alta frequência. Isso reduz o volume de componentes magnéticos, como transformadores e reatores, tornando a estrutura geral mais compacta (reduzindo o volume em 30%-50% em comparação com equipamentos tradicionais).
Controle digital inteligente, fácil operação
Integrado com telas sensíveis ao toque, PLC e outros sistemas de controle inteligente, ele permite a configuração precisa e o monitoramento em tempo real de parâmetros como potência, frequência e tempo de execução; suporta o armazenamento de parâmetros de processo (como múltiplas fórmulas de tratamento térmico) e pode ser chamado com um clique, simplificando a operação; alguns modelos podem ser conectados à Internet Industrial das Coisas (IoT) para alcançar monitoramento remoto e diagnóstico de falhas.
Mecanismo de proteção abrangente, com alta segurança
Possui múltiplas funções de proteção:
Lado da fonte de alimentação: Proteção contra sobretensão, subtensão, perda de fase, sobrecorrente;
Lado do dispositivo: Superaquecimento do IGBT, sobrecorrente, proteção contra curto-circuito;
Lado da carga: Curto-circuito e proteção contra circuito aberto da carga;
Sistema auxiliar: Falha do sistema de resfriamento a água devido à falta de água (ou falha do resfriamento a ar), proteção contra alta temperatura do óleo, etc., **garantindo a segurança de equipamentos e pessoal.
Alta adaptabilidade de carga, amplos cenários de aplicação
Ele pode acionar de forma estável cargas indutivas, capacitivas ou não lineares (como fornos de média frequência, bobinas de aquecimento, transformadores de soldagem, etc.), especialmente quando a carga muda drasticamente (como durante o processo de fusão quando o material da fornalha derrete), ele ainda pode manter uma saída estável, atendendo às necessidades de vários cenários industriais, como fundição de metais, aquecimento por forjamento, têmpera e revenimento e soldagem de média frequência.
Baixo custo de manutenção e longa vida útil
O módulo IGBT adota um design modular, tornando a substituição conveniente; não há problema de desgaste de contato mecânico, e o tempo médio de operação sem problemas (MTBF) pode atingir mais de 10.000 horas; o sistema de resfriamento (resfriamento a ar / resfriamento a água) é projetado de forma otimizada, com alta eficiência de dissipação de calor, reduzindo falhas causadas por superaquecimento.
Baixo ruído e compatibilidade ambiental
A tecnologia de comutação de alta frequência reduz o ruído eletromagnético da própria fonte de alimentação. Combinado com ventiladores de resfriamento de baixo ruído, o ruído operacional geral da máquina pode ser controlado abaixo de 75dB. A faixa de tensão de entrada é ampla (como 380V ± 15%), que pode se adaptar às flutuações da rede e é adequada para ambientes industriais complexos.
Em conclusão, o armário de potência de média frequência IGBT, com suas vantagens como alta eficiência, ajuste de frequência amplo e controle inteligente, gradualmente substituiu a fonte de alimentação de média frequência de tiristores tradicional e se tornou um equipamento central no campo do aquecimento industrial e conversão de energia.