ประสิทธิภาพและคุณสมบัติของตู้จ่ายไฟความถี่กลาง IGBT

ตู้จ่ายไฟความถี่กลาง IGBT เป็นอุปกรณ์จ่ายไฟความถี่กลางที่มีทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์เกตแยก (IGBT) เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งหลัก มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การถลุงโลหะ การให้ความร้อนด้วยการตีขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน และการเชื่อม ประสิทธิภาพและคุณสมบัติหลักอยู่ที่ด้านต่างๆ ดังนี้:

ประสิทธิภาพหลัก

ประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานสูงและโดดเด่น

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์จ่ายไฟที่ควบคุมได้อย่างสมบูรณ์ IGBT มีการสูญเสียจากการสวิตชิ่งที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญและแรงดันตกคร่อมเมื่อเทียบกับไทริสเตอร์แบบดั้งเดิม เมื่อรวมกับโทโพโลยีที่เหมาะสมที่สุด (เช่น เรโซแนนซ์แบบอนุกรมและเรโซแนนซ์แบบขนาน) ประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 90% (ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟความถี่กลางแบบไทริสเตอร์แบบดั้งเดิมโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 80% ถึง 85%) ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก

ช่วงการปรับความถี่กว้าง ปรับตัวได้ดี

ช่วงการปรับความถี่กว้าง (โดยทั่วไป 1kHz - 20kHz และบางรุ่นสามารถเข้าถึง 50kHz) และความแม่นยำในการปรับสูง (±0.1%) สามารถจับคู่ลักษณะของโหลดได้อย่างแม่นยำตามข้อกำหนดของกระบวนการที่แตกต่างกัน (เช่น การหลอม การอบชุบด้วยความร้อน การเชื่อม) แก้ปัญหาช่วงความถี่ที่แคบของแหล่งจ่ายไฟไทริสเตอร์แบบดั้งเดิม (โดยมีความถี่ส่วนใหญ่น้อยกว่า 500Hz)

เสถียรภาพสูงและการตอบสนองที่รวดเร็ว

ด้วยการนำเทคโนโลยีการควบคุมแบบดิจิทัล (เช่น DSP, PLC) มาใช้ สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของโหลด (เช่น ความผันผวนของอิมพีแดนซ์ของวัสดุเตาหลอมในระหว่างการถลุง) แบบเรียลไทม์ และปรับแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความถี่เอาต์พุตภายในมิลลิวินาที เพื่อให้มั่นใจถึงเอาต์พุตพลังงานที่เสถียร (เสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟฟ้าภายในช่วง ±1%) ตอบสนองความต้องการของกระบวนการพลังงานสูง (เช่น การอบชุบด้วยความร้อนที่มีความแม่นยำ)

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูง เป็นมิตรกับโครงข่ายไฟฟ้า

ผ่านการแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (PFC) หรือการควบคุมแบบเรโซแนนซ์ ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าอินพุตสามารถเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 0.95 (แหล่งจ่ายไฟไทริสเตอร์แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ต่ำกว่า 0.85) ซึ่งช่วยลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาให้กับโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน ผ่านการออกแบบการปราบปรามฮาร์มอนิก การลดมลพิษฮาร์มอนิกต่อโครงข่ายไฟฟ้า (อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกรวม THD < 10%) เป็นไปตามมาตรฐานโครงข่ายไฟฟ้า

คุณสมบัติหลัก

ด้วยการใช้ส่วนประกอบ IGBT ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพจึงโดดเด่น

IGBT ผสมผสานลักษณะการสวิตชิ่งความถี่สูงของ MOSFET และความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ของ GTR มีความเร็วในการสวิตชิ่งที่รวดเร็ว (ในระดับไมโครวินาที) ความต้านทานในสถานะเปิดต่ำ และรองรับการออกแบบความถี่สูง ซึ่งช่วยลดขนาดของส่วนประกอบแม่เหล็ก เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าและรีแอคเตอร์ ทำให้โครงสร้างโดยรวมกะทัดรัดมากขึ้น (ลดปริมาตรลง 30%-50% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์แบบดั้งเดิม)

การควบคุมอัจฉริยะแบบดิจิทัล ใช้งานง่าย

ผสานรวมกับหน้าจอสัมผัส, PLC และระบบควบคุมอัจฉริยะอื่นๆ ช่วยให้สามารถตั้งค่าและตรวจสอบพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น พลังงาน ความถี่ และเวลาทำงานแบบเรียลไทม์ได้อย่างแม่นยำ รองรับการจัดเก็บพารามิเตอร์ของกระบวนการ (เช่น สูตรการอบชุบด้วยความร้อนหลายสูตร) และสามารถเรียกใช้ได้ด้วยคลิกเดียว ทำให้การทำงานง่ายขึ้น บางรุ่นสามารถเชื่อมต่อกับ Industrial Internet of Things (IoT) เพื่อให้สามารถตรวจสอบและวินิจฉัยข้อผิดพลาดจากระยะไกลได้

กลไกการป้องกันที่ครอบคลุม พร้อมความปลอดภัยสูง

มีฟังก์ชันการป้องกันหลายอย่าง:

ด้านแหล่งจ่ายไฟ: การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน แรงดันไฟฟ้าต่ำ การสูญเสียเฟส กระแสไฟฟ้าเกิน

ด้านอุปกรณ์: IGBT ร้อนเกินไป กระแสไฟฟ้าเกิน การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร

ด้านโหลด: การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและวงจรเปิดของโหลด

ระบบเสริม: ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำล้มเหลวเนื่องจากการขาดแคลนน้ำ (หรือความล้มเหลวในการระบายความร้อนด้วยอากาศ) การป้องกันอุณหภูมิน้ำมันสูง ฯลฯ **รับประกันความปลอดภัยของอุปกรณ์และบุคลากร

การปรับตัวของโหลดสูง สถานการณ์การใช้งานที่หลากหลาย

สามารถขับเคลื่อนโหลดแบบอุปนัย แบบคาปาซิทีฟ หรือแบบไม่เป็นเชิงเส้นได้อย่างเสถียร (เช่น เตาหลอมความถี่กลาง ขดลวดความร้อน หม้อแปลงไฟฟ้าเชื่อม ฯลฯ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโหลดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก (เช่น ในระหว่างกระบวนการหลอมเมื่อวัสดุเตาหลอมละลาย) ยังคงสามารถรักษาเอาต์พุตที่เสถียรได้ ตอบสนองความต้องการของสถานการณ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การหลอมโลหะ การให้ความร้อนด้วยการตีขึ้นรูป การชุบแข็งและการอบคืนตัว และการเชื่อมความถี่กลาง

ต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำและอายุการใช้งานยาวนาน

โมดูล IGBT ใช้การออกแบบแบบแยกส่วน ทำให้เปลี่ยนได้สะดวก ไม่มีปัญหาการสึกหรอจากการสัมผัสทางกล และเวลาการทำงานเฉลี่ยที่ปราศจากปัญหา (MTBF) สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 10,000 ชั่วโมง ระบบระบายความร้อน (ระบายความร้อนด้วยอากาศ / ระบายความร้อนด้วยน้ำ) ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุด ด้วยประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสูง ลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการร้อนเกินไป

เสียงรบกวนต่ำและความเข้ากันได้กับสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีการสวิตชิ่งความถี่สูงช่วยลดเสียงรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเอง เมื่อรวมกับพัดลมระบายความร้อนที่มีเสียงรบกวนต่ำ เสียงรบกวนในการทำงานโดยรวมของเครื่องสามารถควบคุมได้ต่ำกว่า 75dB ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตกว้าง (เช่น 380V ± 15%) ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับการผันผวนของโครงข่ายไฟฟ้าและเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

โดยสรุป ตู้จ่ายไฟความถี่กลาง IGBT ด้วยข้อดีต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพสูง การปรับความถี่กว้าง และการควบคุมอัจฉริยะ ได้ค่อยๆ เข้ามาแทนที่แหล่งจ่ายไฟความถี่กลางแบบไทริสเตอร์แบบดั้งเดิม และได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักในด้านการให้ความร้อนในอุตสาหกรรมและการแปลงพลังงาน