IGBT中频电源的冷却塔系统怎么维护？ 发布者:中频电源 时间：13-01-12 点击次数：
核心导读：IGBT中频电源的冷却塔是整个中频感应炉装置的重要部分，在使用的过程中需要注意冷却塔的日常维护及设备安装时需要注意的一下事项。更好的合理利用中频感应加热设备。
& IGBT中频电源电盘使用的水循环系统最好为封闭水冷，使用蒸馏水循环，这样功率模块散热器能够避免因结水垢引起的散热不良烧毁模块故障，使用蒸馏水长时间使用设备之后也会造成一定的水垢，需要清理。一般来说对于水质好的客户来说一年清理一下水垢，清理水垢的办法是使用塑料水泵，找一只塑料桶，使用30%的盐酸循环设备15分钟左右，循环完毕后使用2至3边清水循环，清理管道内部残留的盐酸液。
&&& IGBT必须保证良好的设备内部空间环境，防止外界粉尘落入电柜当中，IGBT中频电柜可单独建立房子，以隔离外环境。IGBT中频电源电盘必须与封闭水冷隔离安装，防止封闭水冷的水汽进入电柜造成模块打火短路。
IGBT中频电源熔炼炉客户使用时必须配备空调，空调室内机安装在设备柜体内侧，室外机安装在室外。每次设备开始运行之前必须启动空调，并且启动设备水循环系统，设备运行完毕下班之后关闭空调，可以关闭封闭水冷系统，但炉体的水循环系统必须待炉衬降到室温后再关闭。
在日常使用中需要注意：&
①冷却塔安装完毕，应仔细清除管道、收水器，填料表面及集水池等处的杂物和污垢 以免发生 堵塞。
②冷却塔使用前，应先进行试运转。检查风机、塔体安装是否平稳，布水器运转是否正常，喷头 布水是否均匀出水，电动机防潮措施是否严密等。
③冷却塔使用时，应经常观察，检查风机运转情况，包括电流、电压、风机振动、噪声、齿轮油 位，有否漏油或皮带传动是否松动，有否打滑、布水是否正常等。
④齿轮箱用20#机械油或齿轮油，除平时不断加注到规定油位外，每连续运转一年，应全部更换 一次。
⑤皮带传动轴承座，要加注滑润油脂，平时每月用油枪加注一次，每连续运行一年．全部拆洗更 换一次。要经常注意各连接部件、螺栓的紧固情况。
⑥冷却塔进水浊度不大于10毫克/升，运行时，应根据水质情况，考虑定期排污或增加水质稳定处理。
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出租信息 - 标准件透热,igbt感应加热电源,超音频感应加热电源,45钢淬火
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QD-160AB(160KW)
高频机突出特点
1.加热快 最快加热速度不到1秒（速度快慢可调节控制）；
2.加热广 可加热各式各样的金属工件（根据工作开关不同更换可拆卸式感应圈）；
3.安装方便 连接电源、感应圈和进出水管即可使用；体积小、重量轻，使用方便；
4.操作简单 几分钟即可学会；
5.启动快 通水通电后即可启动加热；
6.耗电少 比老式电子管高频设备节电70%左右，工件越小耗电量越少；
7.效果好 加热非常均匀，升温快，氧化层少，退火后无废品；
8.保护全 设有过压、过流、过热、缺水等报警指示，并自动控制和保护；
9.温度可控 通过设定加热时间来控制工件加热的温度，这样可把加热温度控制到一个技术点上；
10.消除高压 免除了产生近万伏高压的升压变压器，安全性很高。
RK-160AB
工作电源&
三相380V/50-60HZ
工作电压&
340V-430V
最大输出功率&
160KW
振荡频率&
10-40KHZ
负载持续率&
100%
冷却水流量（主机）&
91L/MIN
冷却水流量（分机）&
42L/MIN
水温保护点&
45°C
主机重量&
170KG
分机重量&
120KG
主机尺寸&
850x600x1200
分机尺寸&
700 x430 x700
无锡启德电气机械公司主要生产：高频机、热处理设备、高频热处理、热处理炉、山东热处理炉、高频器、加热炉、感应加热炉、电加热炉、淬火机、淬火炉、淬火机床、退火设备、高频机厂家、高频焊接机、高频焊接设备、轴承加热、齿轮淬火、轴承钢淬火、钢带退火、表面淬火设备、高频淬火、高频炉、高频机、高频感应加热设备、高频加热炉、高频热镦、高频热锻、轴承淬火设备、高频退火、表面淬火设备、高频焊机、高频淬火、高频加热机、高频淬火炉、加热设备、高频淬火设备、回火设备，超高频感应加热设备、加热炉、高频加热电源、中频加热电源、加热电源、中频电源、中频电源设备、中频加热设备、中频感应加热设备、高频钎焊机、高频加热机、高频焊接机、中频机、感应加热、小型热处理设备、热处理设备、退火炉、高频退火机、感应加热、苏州高频加热、钎焊机、高频设备、苏州高频机、广东高频机、山东高频感应加热机、四川高频加机、浙江高频机、天津高频机、上海高频机、福建高频机、河北高频机、热处理设备、热处理炉、山东热处理炉、高频器
无锡市启德电气机械有限公司座落于美丽的太湖之滨---无锡，公司所处于我国著名的“鱼米之乡”、长三角地区首屈一指的工业重城，贯通中国南北的京杭大运河、中国最具活力城市之一。
无锡市启德电气机械有限公司是一家集生产、研发、销售高频机高周频机（高周波）设备为一体的企业，主要元器件均采用美国、德国、韩国、日本、台湾等国际品牌电子元器件配置，由厂直接生产供应高频机高周波机设备，质量可靠，价格实惠，可免费焊接样品，上门安装调试，设备常年保修。
& & 公司具有雄厚的技术力量和生产能力，拥有完善的质量保证和一流的售后服务体系。现有高感应加热设备、中频感应加热设备、超音频感应加热设备、全自动感应加热设备四个系列产品。近年来，无锡启德稳中前进，狠抓产品的质量，不断吸取国内外感应加热行业先进技术，使感应加热设备的款式更新颖；使用更方便；可靠性更高、更节能、更环保。并可根据用户提供的技术要求进行感应加热设备非标准产品的设计、制作、安装、调试及人员培训服务。依靠先进的技术，精密的加工工艺，完善的售后服务，保证用户买得放心，用得安心。
该公司其他信息 &
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求IGBT高频感应加热逆变电源原理（五）？？
提问者:章小丞
第五章高频感应加热电源的整机设计 §5.1 主电路原理框图主电路原理图如图5-1所示：采用不可控三相二极管全桥整流，电解电容器滤波，IGBT单相全桥逆变，输出采用变压器隔离及阻抗变换后输出到感应器对工件进行加热处理。
§5.2 整流主电路的设计本电源采用三相桥式不可控整流电路，电路结构简单，成本低，并可大大减小直流电压的纹波。Ud＝2.34U2=2.34*220=514.8V。 §5.3 逆变电路的设计§5.3.1 逆变器控制的原理串联谐振型逆变器也称电压谐振型逆变器，其结构如图5-1所示。串联谐振型逆变器的输出电压为近似方波。由于电路工作于谐振频率附近，此时振荡电路对于基波具有最小阻抗，所以负载电流 接近于正弦波；同时为避免逆变器上、下桥臂间的直通，换流必须遵循先关断后开通的原则，在关断与开通间必须留有足够的死区时间[22]。图5-2和图5-3分别示出感性负载和容性负载的输出波形。当串联谐振型逆变器在低端失谐状态时(容性负载)，它的工作波形见图5-3，由图可见，工作于容性负载状态时，输出电流的相位超前于电压相位，因此在负载电压仍为正电压时，电流先过零，上、下桥臂间的换流则从上(下)桥臂的二极管换至下(上)桥臂的IGBT，由于逆变管寄生的反并联二极管具有较慢的反向恢复特性，使得在换流时会产生较大的反向恢复电流，而使器件产生较大的开关损耗，而且在二极管反向恢复电流迅速下降至零时，会在与逆变管串联的寄生电感中产生很大的感应电势，而使逆变管受到很高电压尖峰的冲击。当串联谐振型逆变器在高端失谐状态时(感性负载)，它的工作波形见图5-2。 由图可见，工作于感性负载状态时，输出电流的相位滞后于电压相位，其换流过程是这样进行的，当上(下)桥臂的逆变管关断后，负载电流换至下(上)桥臂的反并联二极管中，在滞后一个死区时间后，下(上)桥臂的逆变管加上开通脉冲等待电流自然过零后从二极管换至同桥臂的逆变管。由于逆变管中的电流是从零开始上升的，因而基本实现了零电流开通，其开通损耗很小。另一方面逆变管关断时电流尚未过零，此时仍存在一定的关断损耗，但是由于逆变管的关断时间很短，预留的死区时间不长，并且因死区而必需的功率因数角并不大，所以适当地控制逆变器的工作频率，使之略高于负载电路的谐振频率，就可使上(下)桥臂的逆变管向下(上)桥臂的反并联二极管换流，其瞬间电流也是很小的，即逆变管关断和反并联二极管开通是在小电流下发生的，这样也限制了器件的关断损耗。从上述分析可知，串联谐振型逆变器在适当的工作方式下，开关损耗很小。因而可以工作在较高的工作频率下。这也是目前串联谐振型逆变器在半导体高频感应加热电源中受到更多重视的主要原因之一。由上面分析可知在逆变器的控制中，要保持逆变器的输出电压稳定的超前于输出电流，以保持逆变器的可靠工作。对于超前量的控制的选择，逆变控制的方法分为两种，定时超前触发和定角超前触发。定时超前触发就是，在逆变器输出电流过零点前的固定时间发出触发信号。定角超前触发就是在逆变器输出电流过零前的固定电角度发出触发信号。本文选用的是定时控制方案。§5.3.2 逆变控制电路的设计控制电路是逆变电源的重要组成部分，控制电路产生脉冲经过放大驱动IGBT，采集反馈电流或者电压信号调节脉宽实现所需要的恒流或恒压外特性。本电路中采用了一系列检测、保护判别、控制等环节后，使电源工作安全可靠。如图5-4所示控制电路结构框图。 §5.3.3 脉宽调制芯片3525原理及应用在桥式逆变电源的研制中，控制芯片采用的是脉宽调制芯片SG3525。SG3525是控制电路的核心，深入理解SG3525的基本原理是设计出可靠的控制电路的关键。图5-5和图5-6分别为SG3525的原理图和时序波形图[24]。 SG3525的锯齿波由RT和CT产生，锯齿波频率由公式（5-1）给出： （5-1）如图5-5和图5-6，锯齿波电压和死区时间控制端相比较，如果锯齿波大于死区时间控制端电压，死区时间比较器就送出高电压，否则就送出低电压。PWM反馈送入PWM比较器的同相输入端和锯齿波进行比较，如果反馈端大于锯齿波电压则送出高电平，否则送出低电平。另外误差放大比较器也通过一个二极管送入PWM比较器的同相输入端，如果电路发生过流，可以通过这个比较器迅速封锁脉宽保护开关管。死区时间比较器和PWM比较器经过与门送入触发器，发出矩形波去驱动Q1和Q2产生随PWM反馈电压变化的脉宽，如果PWM反馈电压取自电流反馈，那么电源就可以通过控制脉宽实现电源所需要的陡降外特性。 §5.4 驱动电路的设计EXB系列混合集成电路是日本富士电机公司生产的IGBT专用驱动芯片，其中EXB841最为适于驱动大容量、高速IGBT(如300A/1200V、600A/600V IGBT)。本课题使用的是EXB841系列驱动器[25]，其原理图为如图5-7。IGBT通常只能承受10us的短路电流，所以必须有快速保护电路。EXB841系列驱动器内设有过流保护电路，这个过流保护电路根据集电极电流和通态电阻之间的关系检测过流，如发生过流，驱动器的低速切断电路就慢速关断IGBT（≤2us的过流不响应，在10us内关断），从而保证IGBT不被损坏。如果以正常速度切断过电流，集电极产生的电压尖脉冲可能破坏IGBT。IGBT在开关过程中需要一个+15V电压以获得低开启电压，还需一个-5V栅极电压以防止关断状态时的误动作。这两种电压（+15V和-5V）均可由20V供电的驱动器内部电路产生。 §5.4.1 EXB841驱动电路工作原理一、正常开通过程 当控制电路使EXB841输入端脚14和15有10mA电流流过时，光电耦合器IS01导通，A点电位迅速下降至0V，使V1和V2截止。V2截止使D点电位上升至20V，V4导通，V5截止，EXB841通过V4及栅极电阻RG向IGBT提供电流使之迅速导通，UCE下降至3V。与此同时，V1截止使+20V电源通过R3向电容C2充电，又使B点电位上升，由于IGBT约1us后已导通，UCE下降至3V，从而将EXB841的脚6电位钳制在8V左右。因此B点和C点电位不会充至13V，而是充到8V左右。稳压管VZ1的稳压值为13V，IGBT正常开通时不会被击穿，V3不通，E点电位仍为20V左右，二极管V6截止，不影响V4和V5的正常工作。二、正常关断过程 控制电路使EXB841输入端脚14和脚15无电流流过，光电耦合器0S01不通，A点电位上升使V1和V2导通；V2导通使V4截止，V5导通，IGBT栅极电荷通过V5迅速放电，使EXB841的脚3电位迅速下降至0V（相对于EXB841的脚1低5V），使IGBT可靠关断，UCE迅速上升，使EXB841的6脚&悬空&。与此同时V1导通，C2通过V1更快放电，将B点电位嵌位在0V，使VZ1仍不通，后续电路不会动作，IGBT正常关断。三、保护动作 设IGBT已正常导通，则V1和V2截止，V4导通，V5截止，B点和C点电位稳定在8V左右，VZ1不被击穿，V3不导通，E点电位保持为20V，二极管V6截止。若此时发生短路，IGBT承受大电流而退出饱和，VCE上升很多，二极管V7截止，则EXB841的脚6&悬空&，B点和C点电位开始由8V上升，当上升至13V时，VZ1被击穿，V3导通，C4通过R7和V3放电，E点电位逐步下降，这时二极管V6导通，D点电位也逐步下降，从而使EXB841的脚3电位也逐步下降，慢慢关断IGBT，此时慢关断过程结束，IGBT栅极上所受偏压为0V（设V3管压降为0.3V，V6和V5的压降为0.7V）。这种状态一直持续到控制信号使光电耦合器IS01截止，此时V1和V2导通，V2导通使D点下降到0V，从而V4完全截止，V5完全导通，IGBT栅极所受偏压由慢关断时的0V迅速下降到-5V，IGBT完全关断。V1导通使C2迅速放电，V3截止，20V电源通过R8对C4充电，至此EXB841完全恢复到正常状态，可以进行正常的驱动。§5.4.2 调试EXB系列驱动器中的问题一、输入和输出电路应分开，即输入电路接线远离输出电路，以保证有适当的绝缘强度和高的噪音阻抗。二、使用过高的驱动供电电压会损坏IGBT，而不足的驱动电压又会增加IGBT的通态压降。同时，栅极电阻不足会增加IGBT和稳流二极管的开关噪声。三、IGBT的栅极射极回路的接线一定要小于1m，且应使用双绞线。四、适当增大IGBT的栅极串联电阻RG，可抑制IGBT的集电极产生大的电压尖脉冲。§5.4.3 EXB841的过热过流分析一、EXB841的6脚&悬空&引起过热的分析如图5-7，若EXB841的6脚所在支路出现&虚焊&或6脚所接快速二极管出现断路形式的损坏等情况，都会造成6脚处于悬空的状态。当来自PWM控制电路的信号不能使光耦导通时，A点电位上升为高电平，三极管V1、V2饱和导通，使D、Q点变为低电位，V5导通，V3截止，来自与稳压管VZ2并联的电容C5的电流经RG、V5迅速对IGBT栅&射极的等效电容CGE充电，使栅&射极的电压VGE迅速变为-5V，关断IGBT。EXB841的6脚悬空与否，对上述关断过程中EXB841的关断动作无影响，但当来自PWM控制电路的信号使光耦导通时，A点变为低电平，V1、V2截止，D点变为高电平，EXB841输出开通驱动脉冲，而Q点的电位取决于6脚的状态。若V7工作正常时，则有一电流自B点经R4、R5、V7、IGBT的集电极、发射极、稳压管VZ2至驱动电路的地，设IGBT的导通压降为3V，VZ2的稳压值为5V，此时Q点则被钳位于8V，稳压管VZ1(稳压值为13V)不会导通，V3截止，C4不会通过V3放电。若6脚因种种原因出现悬空时，则Q点电位会因C4充电电压的上升超过13V，C4会通过饱和导通的V3放电。值得注意的是，C4通过V3放电的限流电阻R7阻值较小(220Ω)，仅为V1、V2集电极限流电阻(2.2kΩ)的十分之一，这样流过V3的电流很大(峰值电流约为100mA)，长时间这样工作，V3的发热将变得严重。更为严重的是一旦V3因发热而烧坏，EXB841则彻底失去对IGBT过流保护的慢关断功能(C4无放电回路，E点电位不能降低)，即使6脚外围电路恢复正常，也无法恢复EXB841对IGBT过流保护的慢关断功能。二、RG对过热的影响图5-8为输出正向和反向的等效电路，V4和V5分别是正向输出三极管和输出反向三极管，VZ2稳定E极电压，IGBT的栅极和发射极间为容性负载。从图5-8中可以看出，RG对栅极电流有较大影响，RG减少动态充电电流瞬时值增大[26]。 (对于大容量的IGBT，为提高效率、减小IGBT的开关损耗，要求开关过程的时间相应要短一些，为此要求RG要小一些，以减小充电回路的时间常数，但是这样造成EXB841输出的动态充电电流瞬时值增大，会引起V4、V5及稳压管VZ2的发热，故应综合考虑，根据推荐数据和实验结果，一般取十几欧到几十欧为宜。三、IGBT的栅极和射极电击穿或短路引起的过流分析由于IGBT的栅射极与普通的MOS型器件相同[27]，属于电场控制的绝缘式输入级，这样有可能与普通MOS管相似，在过高的栅极电压(或干扰脉冲电压)的作用下，出现栅&射极被击穿的故障。另外，在调试中若不慎由于示波器探头等物品会造成EXB841的3脚和1脚短路。出现上述情况时，EXB841的输出电流剧增，将会烧坏输出级的V4、V5、VZ2。而在输出级流过同样电流的V4，VZ2中(正向充电)，由于它们的导通压降相差很大(V4导通压降为0.3V，而VZ2的导通压降为5V)，功耗也相差较大，这样VZ2将先于V4而烧坏。VZ2烧坏后，C5上电压将充至Vcc，V4将不能导通，自然无法驱动IGBT导通。在实验中曾发生过V4与VZ2同时烧坏的情况。 四、对EXB841自身过流的保护EXB841的供电电压过大、栅极限流电阻RG过小、工作频率过高、IGBT容量过大都会引起EXB841的过热。合理选择电路参数与工作参数及所驱动的IGBT的容量对于防止EXB841过热损坏是重要的手段之一。对于如输出端短路、RG过小、供电电压过大这类易引起严重过流的情况，可在VCC与EXB841的2脚间加一保险管，以防止因输出严重过流而烧坏EXB841，这同时也为检修提供了方便。根据厂家提供的正反向偏置输出电流的最大额定值可选1～4A的保险，随占空比与频率的增加，应适当减小保险管容量[28]。五、驱动电压波形的调整IGBT栅极和射极的驱动电压大小对于其通态压降、容许短路时间、开关过程的时间长短及开关损耗、集电极尖峰电压等都有显著的影响，常常需根据不同的应用场合对IGBT的驱动电压做出积极的调整。另外负偏压不足是EXB841的缺点，对于桥式电路，特别是在电流较大时，存在两组管子较强干扰和直通可能，有必要适当提高负偏压，如采用8V左右的负偏压。基于对EXB841驱动电路原理的剖析，实验中采用了一种简单的方法：断开EXB841的1脚与IGBT射极E间的连线，用外接的稳压管代替EXB841内部的稳压管VZ2，稳压管两端并有电容，如果没有这个电容稳定电压，反向驱动电压会不稳定，波形不正常。稳压管所在支路的限流电阻应根据稳压管的稳压值作适当调整，实验中选用了1NA稳压管，稳压值为7V，限流电阻51kΩ，稳压管两端并联电容为0.33&F。这样IGBT所获得的反向关断电压则为-7V，正向驱动电压为13V(20V-7V)，正反向偏置电压同时到了调整，且波形呈规则的矩形波。实验中还发现了若稳压管两端未并接电容，则正向驱动电压上升沿仍然很陡，而反向关断电压切换时，先有一很陡的快速下降过程，接近0V时经过相当缓慢的过渡过程才达到稳态反向关断电压，这是由于反向充电时间常数过大引起的，而且由于IGBT正向驱动时存在较大的等效电容，如果这个电容和栅极电阻RG时间常数过大，会导致波形不是理想的矩形波，而是一缓慢上升的波形如图5-9，所以要选择合适的RG使得既获得理想波形又不会使开关损耗过大。依上述指出的注意事项接线，则能得到理想的驱动电压波形。
回答者:朱甄呈
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