各种IGBT 式感应加热电源性能比较

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电源相比

　　以设备功率 160KW 的感应加热电源为例，比较隔离可控调压IGBT 并联谐振式、非隔离不可控调压IGBT 并联谐振式、脉宽调制IGBT 串联谐振式、  数字空冷IGBT 串联次级谐振式感应加热电源的耗电量，以设备平均输出功率120KW、每年平均工作300日、每日8 小时、电费按照每度0.80 元计算：

　　5 结语

　　a 传统感应加热电源产品存在损耗大、电能和水的消耗大、功率因数低、水系统故障多、运行可靠性不高等缺陷。

　　b 新型 数字式空冷感应加热电源通过采取数字式全空冷结构、IGBT 软开关等措施降低系统损耗，不仅提高了效率，而且消除了系统来自水系统的故障；通过采用DSP实现全数字式控制，不仅提高了系统跟踪和控制准确度，而且系统的可靠性和先进性也得以提高；通过直流侧IGBT 斩波电路结构，不仅实现了逆变IGBT 的过零开通和过零关断，而且提高了电源的功率因数。