几种感应加热电源产品性能比较分析

谐振频率和相位的跟踪误差大为降低。此外，系统采用的快速IGBT 驱动电路也有助于更准确快速的高频软开关电路的实现。

　　2.2 全空冷结构

　　传统水冷设备存在两大缺陷：一是损耗大、二是容易损坏。由于水冷线圈由铜管绕制，在高频运行时，其涡流损耗非常大，损耗的能量均由水带走，这使得系统效率降低。此外，水冷管路容易发生水管结垢堵塞烧毁器件的现象。

　　基于准确可靠的数字式 IGBT 软开关技术， 感应加热电源采用了全空冷结构，这样不但提高了效率，而且彻底消除设备来自水系统的故障。

　　该产品为输出隔离型次级串联谐振。输出隔离有利于安全运行；由于采用数字式控制，可以做到极低的逆变直流分量，因而采取次级串联谐振方式成为可能；次级串联谐振的隔离变压器只承载有功功率，而且也采用空冷结构。整个系统从整流单元输入到谐振输出单元的效率高于95％。如果是初级谐振带隔离变压器，则因为变压器承载5-10 倍的无功功率，整个系统的效率低于90％。

　　空冷设备的寿命比水冷设备更长。

　　2.3 不间断运行

　　数字式产品可以采取很多措施提高产品可靠性，减少停机；最为有效的是自动重起动功能，在外界因素或偶然因素保护停机后，处理器经分析后立即自动重起动，这样对工件的加热几乎没有影响，因此设备可靠性大为提高。

　　例如，如感应器冷却水压发生波动导致设备停机，模拟式设备只能等待人工恢复和再次起动，数字式感应加热电源可以在水压恢复正常时立即重起动，并回到原来的运行状态。

　　2.4 完善的限制保护措施

　　在感应加热设备中，由于负载工况比较复杂，完善的限制保护措施必不可少，但限制保护措施绝不能降低设备运行可靠性。

　　完善的限制保护措施应该是在有相当大的抗扰动前提下，当较大扰动发生时，设备起动限制程序，但继续保持安全运行，扰动消除后，设备即恢复正常运行，如此设备得以不间断连续运行，可靠性大为提高；只有在超出设备承受能力的情况下，设备才强制保护退出运行。

　　数字式产品容易实现上述功能，而模拟式产品由于无法进行计算和判断，无法做到完善的限制保护。

　　2.5 增强功能

　　由于采用了数 字式， 感应加热电源可以实现很多增强功能，例如：

　　a 多种运行方式，内置 PID，无需其它设备即可实现恒温度控制

　　b 多种控制方式，容易实现远方控制及自动化控制

　　c 工艺曲线编程功能和自动运行

　　d 频率自动跟踪

　　3 各种类型感应加热电源产品性能比较

　　目前，感应加热电源主要存在电子管式、晶闸管式、MOSFET 式、IGBT 式；而IGBT式又有如下几种主流产品：

　　a 可控调压 IGBT 并联谐振式（变压器隔离型或非隔离型）；

　　b 不可控调压 IGBT 并联谐振式（变压器隔离型或非隔离型）；

　　c 脉宽调制 IGBT 串联谐振式（变压器隔离型）；

　　d 斩波调压 IGBT 串联谐振式（变压器隔离型）；

　　在此仅对各种 IGBT 式设备与新型数字式空冷设备进行比较。

　　4 节能分析

　　4.1 感应加热系统节能措施

　　对于一个感应加热系统，考虑节能时，不仅要考虑感应加热电源本身，更应考虑感应器结构及其匹配是否恰当。然而，感应器的结构和设计与采取何种方式的感应加热电源并没有直接关系，而主要由用户的工艺要求所决定。有时优化感应器设计所得到的节能效果远比提高感应加热电源本身效率的节能效果要好；又或者如果匹配不恰当，所损失的电量也很大。但由于感应器的结构和设计主要是由用户的工艺要求所决定，变数较大，难以对其节能效果进行定量分析。

　　对于设备本身，除了效率外，功率因数也很重要，因为用户不仅需要支付有功功率的费用，也需要支付无功功率的费用。而且因为谐波引起的功率因数下降还不能用补偿电容的方法进行补偿。

　　大多数场合下，设备不是在满功率下运行的，如果一台设备实际运行功率因数只有0.6，那么显而易见，用户在无功功率上需要支付的费用将大为超过因设备效率引起的有功功率损失费用（按照供电规则，功率因素高于0.85 时，不增收电费；功率因数为0.60 时，月电费增收15％，低于0.60 时，每低0.01，增收2％，也就是说如果功率因素为0.40，则月电费将增收55％）。

　　图示为串联谐振设备与并联谐振设备在不同负荷下的功率因数（未计入谐波引起的功率因数下降）。

　　另外，对于感应加热系统来说，冷却水的节约也是相当可观的，也应是节能的一部分。

　　如果是自来水冷却直接排放，则水费的损失比设备效率引起的电费损失还要大（设备效率按照92％计算，水流量按照每分钟50 升计算）；如果用户使用了循环水冷却，或者闭式水冷机，则水制冷所需的电功率以及水泵的电功率依然应该计入损耗的一部分。

4.2 系列感应加热电源与其它方式的感应加热