Высокочастотный источник питания для индукционной обработки поверхностного слоя электропроводящих материалов

М. А. Федин; В. Ю. Дмитриев; М. Г. Киселев; Ю. В. Киселев; К. В. Мильский; М. А. Булатенко; К. В. Крюков

doi:10.71759/qrcw-4n28

Высокочастотный источник питания для индукционной обработки поверхностного слоя электропроводящих материалов

М. А. Федин, В. Ю. Дмитриев, М. Г. Киселев, Ю. В. Киселев, К. В. Мильский, М. А. Булатенко, К. В. Крюков

Аннотация

В статье предлагается высокочастотный источник питания для индукционного нагрева, который способен работать на частотах выше 1 МГц. Рассматриваются основные проблемы, которые необходимо учитывать при проектировании такого источника: стабилизация напряжения и обеспечение гальванической развязки с трёхфазной питающей сетью, снижение токовой нагрузки на силовые транзисторы, согласование уровней напряжения источника питания и нагрузки и др. Анализируются различные варианты схем, в которых основное внимание уделяется разным топологиям резонансного контура для получения синусоидального тока на индукторе, а также обеспечивается гальваническая развязка с индуктором. В работе выбран конкретный индуктор, на основе которого рассчитаны параметры нагрузки для моделирования предлагаемой схемы высокочастотного источника питания. Приводится расчётная имитационная модель, которая демонстрирует результаты работы источника питания.

Ключевые слова

источник питания, ШИМ, индукционный нагрев, резонансный инвертор, согласующий трансформатор, имитационная модель, последовательный резонанс, каскадное включение

Полный текст:

PDF

Литература

Рогинская, Л. Э. Преобразователи частоты для электротехнологических процессов, включающих индукционный нагрев / Л. Э. Рогинская, А. С. Горбунов, А. А. Меднов // Интеллектуальная электротехника. — 2021. — № 2 (14). — С. 72 – 82. DOI: 10.46960/2658-6754_ 2021_2_72.

Болотовский, Ю. Характеристики и параметры источников питания для эффективного индукционного нагрева / Ю. Болотовский, Г. Таназлы // Силовая электроника. — 2007. — № 1. — С. 94 – 98.

Гуцалюк, В. Я. Система автоматической подстройки частоты резонансных инверторов установок индукционного нагрева с модуляцией плотности импульсов / В. Я. Гуцалюк, О. Н. Юрченко, И. С. Зубков // Техническая электродинамика. — 2020. — № 5. — С. 35 – 39. DOI: 10.15407/techned2020.05.035,

Мелешин, В. И. Транзисторная преобразовательная техника: монография / В. И. Мелешин. — М.: Техносфера, 2005. — 632 с.

Земан, С. Особенности работы высокочастотного силового трансформатора в схеме последовательного резонансного инвертора / С. Земан, А. Осипов, О. Сандырев // Силовая электроника. — 2007. — № 11. — С. 67 – 72.

Андреев, В. В. Несимметричный режим работы силового трансформатора в транзисторном преобразователе / В. В. Андреев. Сб. статей под ред. Ю. И. Конева. Электронная техника в автоматике. Вып. 2. — М.: Советское радио, 1971. — С. 124 – 130.

Гусев, Б. Мостовой преобразователь с удвоителем тока при подмагничивании сердечника трансформатора / Б. Гусев, Д. Овчинников // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. — 2005. — Вып. 5. — С. 74 – 77.

Васильев, А. С. Транзисторные преобразователи частоты для индукционного нагрева / А. С. Васильев, С. В. Дзлиев // Индукционный нагрев. — 2008. — № 2 (4). — С. 20 – 23.

Кувалдин, А. Б. Теория индукционного нагрева: учебное пособие. Ч. 2. Методы расчета и моделирование / А. Б. Кувалдин, М. А. Федин. — М.: Издательство МЭИ, 2020. — 87 с.

Федин, М. А. Выбор методики расчета и исследование электрических характеристик индукционных тигельных печей с проводящим тиглем / М. А. Федин, А. Б. Кувалдин, А. О. Кулешов // Вестник МЭИ. — 2017. — № 3. — С. 77 – 86. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-3-77-86.

DOI: http://dx.doi.org/10.71759/qrcw-4n28