Le prestazioni e le caratteristiche dell'armadio di potenza a media frequenza IGBT

L'armadio di potenza a media frequenza IGBT è un'apparecchiatura di potenza a media frequenza con transistor bipolare a gate isolato (IGBT) come dispositivo di commutazione principale. È ampiamente utilizzato in settori industriali come la fusione dei metalli, il riscaldamento per forgiatura, il trattamento termico e la saldatura. Le sue prestazioni e caratteristiche risiedono principalmente nei seguenti aspetti:

Prestazioni principali

Alta efficienza e prestazioni eccezionali di risparmio energetico

Come dispositivo di potenza completamente controllato, l'IGBT ha una perdita di commutazione e una caduta di tensione di conduzione significativamente inferiori rispetto ai tradizionali tiristori. In combinazione con una topologia ottimizzata (come la risonanza in serie e la risonanza in parallelo), l'efficienza complessiva dell'intera macchina può raggiungere oltre il 90% (mentre gli alimentatori a media frequenza a tiristori tradizionali in genere variano dall'80% all'85%), riducendo significativamente il consumo energetico.

Ampio intervallo di regolazione della frequenza, con forte adattabilità

L'intervallo di regolazione della frequenza è ampio (in genere 1 kHz - 20 kHz e alcuni modelli possono raggiungere i 50 kHz) e la precisione di regolazione è elevata (±0,1%). Può corrispondere con precisione alle caratteristiche del carico in base alle diverse esigenze di processo (come la fusione, il trattamento termico, la saldatura), risolvendo il problema dell'intervallo di frequenza ristretto degli alimentatori a tiristori tradizionali (con frequenze per lo più inferiori a 500 Hz).

Elevata stabilità e risposta rapida

Adottando tecnologie di controllo digitale (come DSP, PLC), può monitorare le variazioni del carico (come la fluttuazione dell'impedenza del materiale della fornace durante la fusione) in tempo reale e regolare la tensione, la corrente e la frequenza di uscita entro millisecondi per garantire un'uscita di potenza stabile (stabilità della tensione/corrente entro l'intervallo ±1%), soddisfacendo i requisiti di processi ad alta potenza (come il trattamento termico di precisione).

Elevato fattore di potenza, compatibile con la rete elettrica

Attraverso la correzione attiva del fattore di potenza (PFC) o il controllo risonante, il fattore di potenza in ingresso può essere aumentato a oltre 0,95 (gli alimentatori a tiristori tradizionali sono per lo più inferiori a 0,85), riducendo significativamente le perdite di potenza reattiva sulla rete elettrica; allo stesso tempo, attraverso la progettazione della soppressione delle armoniche, l'inquinamento armonico sulla rete elettrica è ridotto (tasso di distorsione armonica totale THD < 10%), soddisfacendo gli standard della rete elettrica.

Caratteristiche principali

Con l'uso di componenti IGBT, i vantaggi prestazionali sono notevoli.

L'IGBT combina le caratteristiche di commutazione ad alta frequenza del MOSFET e l'elevata capacità di trasporto di corrente del GTR. Ha una velocità di commutazione rapida (a livello di microsecondi), bassa resistenza nello stato di conduzione e supporta la progettazione ad alta frequenza. Ciò riduce il volume dei componenti magnetici come trasformatori e reattori, rendendo la struttura complessiva più compatta (riducendo il volume del 30%-50% rispetto alle apparecchiature tradizionali).

Controllo digitale intelligente, facile da usare

Integrato con touch screen, PLC e altri sistemi di controllo intelligenti, consente l'impostazione precisa e il monitoraggio in tempo reale di parametri come potenza, frequenza e tempo di funzionamento; supporta l'archiviazione dei parametri di processo (come più formule di trattamento termico) e può essere richiamato con un clic, semplificando il funzionamento; alcuni modelli possono essere collegati all'Industrial Internet of Things (IoT) per ottenere il monitoraggio remoto e la diagnosi dei guasti.

Meccanismo di protezione completo, con elevata sicurezza

Ha molteplici funzioni di protezione:

Lato alimentazione: sovratensione, sottotensione, mancanza di fase, protezione da sovracorrente;

Lato dispositivo: surriscaldamento IGBT, sovracorrente, protezione da cortocircuito;

Lato carico: cortocircuito e protezione da circuito aperto del carico;

Sistema ausiliario: guasto del sistema di raffreddamento ad acqua dovuto a mancanza d'acqua (o guasto del raffreddamento ad aria), protezione da alta temperatura dell'olio, ecc., **garantendo la sicurezza delle apparecchiature e del personale.

Elevata adattabilità al carico, ampi scenari applicativi

Può pilotare stabilmente carichi induttivi, capacitivi o non lineari (come forni a media frequenza, bobine di riscaldamento, trasformatori di saldatura, ecc.), soprattutto quando il carico cambia drasticamente (come durante il processo di fusione quando il materiale della fornace si scioglie), può ancora mantenere un'uscita stabile, soddisfacendo le esigenze di vari scenari industriali come la fusione dei metalli, il riscaldamento per forgiatura, la tempra e il rinvenimento e la saldatura a media frequenza.

Bassi costi di manutenzione e lunga durata

Il modulo IGBT adotta un design modulare, rendendo la sostituzione conveniente; non c'è problema di usura del contatto meccanico e il tempo medio di funzionamento senza problemi (MTBF) può raggiungere oltre 10.000 ore; il sistema di raffreddamento (raffreddamento ad aria / raffreddamento ad acqua) è progettato in modo ottimale, con un'elevata efficienza di dissipazione del calore, riducendo i guasti causati dal surriscaldamento.

Basso rumore e compatibilità ambientale

La tecnologia di commutazione ad alta frequenza riduce il rumore elettromagnetico dell'alimentatore stesso. In combinazione con ventole di raffreddamento a basso rumore, il rumore operativo complessivo della macchina può essere controllato al di sotto di 75 dB. L'intervallo di tensione in ingresso è ampio (ad esempio 380 V ± 15%), che può adattarsi alle fluttuazioni della rete ed è adatto per ambienti industriali complessi.

In conclusione, l'armadio di potenza a media frequenza IGBT, con i suoi vantaggi come l'alta efficienza, l'ampia regolazione della frequenza e il controllo intelligente, ha gradualmente sostituito l'alimentatore a media frequenza a tiristori tradizionale ed è diventato un'apparecchiatura fondamentale nel campo del riscaldamento industriale e della conversione di energia.