在電源方面晶閘管中頻取代機(jī)式發(fā)電機(jī)。20世紀(jì) 90年代初，國(guó)內(nèi)晶閘管電源廠曾如雨后春筍，遍地開花，經(jīng)過優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng)，如今消費(fèi)廠已趨向穩(wěn)定。目前晶閘管電源又在向 IGBT晶體管電源開展，而電子管高頻則將開展為MOSFET晶體管電源，手提晶體管超音頻、高頻電源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常劇烈，其將來(lái)也將是誰(shuí)的質(zhì)量高、技術(shù)程度高，誰(shuí)就能站穩(wěn)腳跟。

 

　　國(guó)產(chǎn)中頻電源目前都采用并聯(lián)諧振型逆變器構(gòu)造。因而，在研討和開發(fā)更大容量的并聯(lián)逆變中頻電源的同時(shí)，研制構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于頻繁起動(dòng)的串聯(lián)逆變中頻電源是國(guó)內(nèi)中頻電磁加熱安裝范疇有待處理的問題，特別是在熔煉、鑄造應(yīng)用中，串聯(lián)逆變電源易完成全工況下恒功率輸出（有利于降低電能噸耗）及一機(jī)多負(fù)載功率分配控制，更值得推行應(yīng)用。

 

　　在超音頻 （10～100kHz）范圍內(nèi)，由于晶閘管自身開關(guān)特性等參數(shù)的限制，給研制該頻段的電源帶來(lái)了很大的技術(shù)難度。固然在 80年代浙江大學(xué)采用晶閘管倍頻電路研制了50kW /50kHz超音頻電源，采用時(shí)間分割電路研制了30kHz的晶閘管超音頻電源，但由于倍頻電路的雙諧振回路耦合使負(fù)載呈非線性，時(shí)變加熱負(fù)載參數(shù)與諧振回路參數(shù)匹配調(diào)試相當(dāng)復(fù)雜，而時(shí)間分割電路控制和主回路構(gòu)造復(fù)雜，逆變管應(yīng)用率低，因而沒有得到很好的推行應(yīng)用。

 

70至80年代初，人們將現(xiàn)代半導(dǎo)體微集成加工技術(shù)與功率半導(dǎo)體技術(shù)停止分離，相繼開發(fā)出一大批全控電力電子半導(dǎo)體器件 （GTR、MOSFET、SIT、SITH及MCT等），為全固態(tài)超音頻、高頻電源的研制打下了堅(jiān)實(shí)的根底。

在高頻 （100kHz以上）頻段，目前國(guó)外正處在從傳統(tǒng)的電子管電源向晶體管化全固態(tài)電源的過渡階段。日本某些公司采用SIT，電源程度在80年代末到達(dá)了1000kW、200kHz， 400kW、400kHz。

而在歐美，由于SIT存在高通態(tài)損耗 （SIT工作于非飽和區(qū)）等缺陷，其高頻功率器件以MOSFET為主。隨著MOSFET功率器件的模塊化、大容量化， MOSFET高頻電磁加熱電源的容量得到了飛速開展。西班牙采用MOSFET的電流型電磁加熱電源制造程度達(dá)600kW、400kHz，德國(guó)在1989年研制的電流型MOSFET電磁加熱電源程度達(dá)480kW、50～200kHz，比利時(shí)I nductoEiphiac公司消費(fèi)的電流型MOSFET電磁加熱電源程度可達(dá)1000kW、15～600kHz。浙江大學(xué)在 90年代研制出 20kW、300kHz MOSFET高頻電源，已被勝利應(yīng)用于小型刀具的外表熱處置和飛機(jī)渦輪葉片的熱應(yīng)力考核。

 

目前，電磁加熱電源在中頻頻段主要采用晶閘管，超音頻頻段主要采用IGBT，而在高頻頻段，由于SIT存在高導(dǎo)通損耗等缺陷，國(guó)際上主要開展MOSFET電源。電磁加熱電源雖采用諧振逆變器，有利于功率器件完成軟開關(guān)，但是電磁加熱電源通常功率較大，對(duì)功率器件、無(wú)源器件、電纜、布線、接地和屏蔽等均有許多特殊請(qǐng)求。因而，完成電磁加熱電源高頻化仍有許多應(yīng)用根底技術(shù)需求進(jìn)一步討論，特別是新型高頻大功率器件（如MCT、IGBT及SIT功率器件等）的問世，將進(jìn)一步促進(jìn)高頻電磁加熱電源的開展。

 

從電路的角度來(lái)思索電磁加熱電源的大容量化，可將大容量化技術(shù)分為兩大類:一類是器件的串、并聯(lián);另一類是多橋或多臺(tái)電源的串、并聯(lián)。在器件的串、并聯(lián)方式中，必需認(rèn)真處置串聯(lián)器件的均壓?jiǎn)栴}和并聯(lián)器件的均流問題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串、并聯(lián)數(shù)目，且串、并聯(lián)數(shù)越多，安裝的牢靠性越差。多臺(tái)電源的串、并聯(lián)技術(shù)是在器件串、并聯(lián)技術(shù)根底上進(jìn)一步再容量化的有效手腕，借助于牢靠的電源串、并聯(lián)技術(shù)，在單機(jī)容量恰當(dāng)?shù)臓顩r下，可簡(jiǎn)單地經(jīng)過串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)方式得到大容量安裝，每臺(tái)單機(jī)只是安裝的一個(gè)單元（或一個(gè)模塊）。

 

電磁加熱電源逆變器主要有并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器，串聯(lián)逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當(dāng)兩電壓源并聯(lián)時(shí)，互相間的幅值、相位和頻率不同或動(dòng)搖時(shí)將招致很大的環(huán)流，以致逆變器件的電流產(chǎn)生嚴(yán)重不均，因而，串聯(lián)逆變器存在并機(jī)擴(kuò)容艱難;而對(duì)并聯(lián)逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充任各并聯(lián)逆變器之間的電流緩沖環(huán)節(jié)，使得輸入端的AG/DG或DG/DG環(huán)節(jié)有足夠的時(shí)間來(lái)糾耿直流電流的偏向，到達(dá)多機(jī)并聯(lián)擴(kuò)容，晶體管化超音頻、高頻電流多采用并聯(lián)逆變器構(gòu)造，并聯(lián)逆變器易于模塊化、大容量化是其中的一個(gè)主要緣由。

 

電磁加熱電源的負(fù)載對(duì)象形形色色，而電源逆變器與負(fù)載是一有機(jī)的整體，普通采用匹配變壓器銜接電源和負(fù)載電磁器，高頻、超音頻電源用的匹配變壓器從磁性資料到繞組構(gòu)造正在得到進(jìn)一步的優(yōu)化改良，同時(shí)，從電路拓?fù)渖夏軌蛴萌裏o(wú)源元件替代二無(wú)源元件，以取消變壓器，完成高效、低本錢匹配。

 

電磁加熱電源，晶閘管、晶體管與電子管式在國(guó)內(nèi)均能消費(fèi)。晶閘管電源已消費(fèi)應(yīng)用多年。目前 IGBT電源因其優(yōu)點(diǎn)更多而更為用戶所采用。MOSFET電源電效率高、低壓，但價(jià)錢較高，正在逐漸取代電子管高頻電源。手提式小型高頻電源因價(jià)廉、便當(dāng)，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用普遍，以至進(jìn)入國(guó)外市場(chǎng)。

 

　　超高頻電源（27.12MHz），過去依賴進(jìn)口，如今國(guó)內(nèi)至少有兩個(gè)企業(yè)已停止消費(fèi)，處理了刀片、鋸條等特殊工藝的需求。表1列出了國(guó)內(nèi)各種電磁加熱電源的功率與頻率范圍。

 

　　隨著電磁熱處置消費(fèi)線自動(dòng)化控制水平及電源高牢靠性請(qǐng)求的進(jìn)步，必需增強(qiáng)加熱工藝成套安裝的開發(fā)。同時(shí)電磁加熱系統(tǒng)正向智能化控制方向開展，具有計(jì)算機(jī)智能接口、遠(yuǎn)程控制和毛病自動(dòng)診斷等控制性能的電磁加熱電源系統(tǒng)正成為下一代的開展目的。

感應(yīng)加熱來(lái)源于法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，也就是交變的電流會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而招致導(dǎo)體發(fā)熱。1890年瑞典技術(shù)人員創(chuàng)造了一臺(tái)感應(yīng)熔煉爐 ——開槽式有芯爐， 1916年美國(guó)人創(chuàng)造了閉槽有芯爐，從此感應(yīng)加熱技術(shù)逐步進(jìn)入適用化階段。 20世紀(jì)電力電子器件和技術(shù)的飛速開展，極大地促進(jìn)了感應(yīng)加熱技術(shù)的開展。

 

　　1957年，美國(guó)研制出作為電力電子器件里程碑的晶閘管，標(biāo)志著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的開端，也引發(fā)了感應(yīng)加熱技術(shù)的反動(dòng)。1966年，瑞士和西德首先應(yīng)用晶閘管研制感應(yīng)加熱安裝，從此感應(yīng)加熱技術(shù)開端飛速開展。

 

　　20世紀(jì)80年代后，電力電子器件再次快速開展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及 SIT等器件相繼呈現(xiàn)。感應(yīng)加熱安裝也逐步摒棄晶閘管，開端采用這些新器件。如今比擬常用的是IGBT和MOSFET， IGBT用于較大功率場(chǎng)所，而MOSFET用于較高頻率場(chǎng)所。據(jù)報(bào)道，國(guó)外能夠采用IGBT將感應(yīng)加熱安裝做到功率超越1000kW ，頻率超越50kHz。而MOSFET較適用高頻場(chǎng)所，通常應(yīng)用在幾千瓦的中小功率場(chǎng)所，頻率可到達(dá)500kHz以上，以至幾兆赫茲。但是國(guó)外也有推出采用 MOSFET的大功率的感應(yīng)加熱安裝，比方美國(guó)研制的2000kW /400kHz的安裝。

 

　　我國(guó)感應(yīng)熱處置技術(shù)的真正應(yīng)用始于1956年，從前蘇聯(lián)引入，主要應(yīng)用在汽車工業(yè)。隨著 20世紀(jì)電源設(shè)備的制造，感應(yīng)淬火工藝配備也緊隨其后得到開展。如今國(guó)內(nèi)感應(yīng)淬火工藝配備制造業(yè)也日益擴(kuò)展，產(chǎn)品種類多，原來(lái)需求進(jìn)口的配備，逐漸被國(guó)產(chǎn)品所取代，在為國(guó)度儉省外匯的同時(shí)，開展了國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)。目前感應(yīng)加熱制造業(yè)的效勞對(duì)象主要是汽車制造業(yè)，今后現(xiàn)代冶金工業(yè)將對(duì)感應(yīng)加熱有較大需求。