1.感應(yīng)加熱用中高頻電源技術(shù)的現(xiàn)狀

我國感應(yīng)加熱用中高頻電源從無到有，經(jīng)過了上述的四個發(fā)展階段已在國內(nèi)形成很大的規(guī)模，并已用于冶金、電力、石油、化工、電子等行業(yè)的焊接、淬火、熔煉、透熱、保溫等領(lǐng)域，其發(fā)展現(xiàn)狀可以概括為以下幾點(diǎn)：

(1) 以晶閘管為主功率器件的感應(yīng)加熱中頻電源已覆蓋了工作頻率為8kHz以下的所有領(lǐng)域，其單機(jī)功率容量分50、160、250、500、1000、2000、2500、3000kW幾種，工作頻率有400Hz、1kHz、2.5kHz、4kHz、8kHz幾種。

(2) 中頻電源中三相全控整流橋的觸發(fā)器已告別了分立器件構(gòu)成的多塊板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)多為集脈沖形成、保護(hù)、功率放大、脈沖整形于一體的單一大板結(jié)構(gòu)(內(nèi)含逆變橋的脈沖產(chǎn)生與功放和調(diào)節(jié)器)。

(3) 中頻電源中三相整流橋的晶閘管觸發(fā)脈沖產(chǎn)生已從應(yīng)用同步變壓器，現(xiàn)場調(diào)試需對相序的控制模式逐步向不用同步變壓器的具有相位自適應(yīng)功能的觸發(fā)器過渡。

(4) 晶閘管中頻電源的啟動方式已從撞擊式起動、零壓起動、內(nèi)外橋轉(zhuǎn)換起動過渡到掃頻起動，其控制技術(shù)已從電壓或電流閉環(huán)調(diào)節(jié)進(jìn)步到恒功率控制，從而使中頻電源的控制效果更好，提高了用戶使用的效率。

(5) 中頻電源用快速晶閘管的單管容量已達(dá)2500A/2500V，其最短關(guān)斷時間已達(dá)15µs，與中頻電源配套的無感電阻高頻電容等制造技術(shù)得到了長足的進(jìn)步，為晶閘管中頻電源的制作帶來了較大的方便。

(6) 晶閘管中頻電源的零部件及配套件如散熱器、熔斷器、電抗器、控制板已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量生產(chǎn)化、給晶閘管中頻電源的制造商及維護(hù)人員帶來了較大的方便。

(7) MOSFET和IGBT等全控型電力半導(dǎo)體器件的容量已日益擴(kuò)大，既奠定了中高頻電源的器件基礎(chǔ)，與IGBT及MOSFET配套的驅(qū)動器和保護(hù)電路已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，給中高頻和超音頻感應(yīng)加熱電源奠定了基礎(chǔ)和保證，帶來了較大的方便。

(8) 在國內(nèi)單機(jī)容量在500kW以上的感應(yīng)加熱中頻電源基本上是清一色的晶閘管電源，但工作頻率最高不超過8kHz，容量最大已達(dá)4000kW，國內(nèi)有些企業(yè)正在開發(fā)單機(jī)容量達(dá)6000kW的晶閘管中頻電源，以IGBT和MOSFET為主功率器件的中高頻電源，在國內(nèi)已有批量生產(chǎn)的企業(yè)，但生產(chǎn)量相對晶閘管中頻電源來說還是很少，其單機(jī)容量在200kW以內(nèi)，工作頻率基本上都在20kHz~200kHz范圍，超過20kHz的中高頻電源基本上都是應(yīng)用MOSFET，由于MOSFET到今仍然難以制作出同時滿足高電壓、大電流的條件，所以不得不采用多個MOSFET并聯(lián)的方案，從目前使用的實(shí)際情況來看，有直接將MOSFET并聯(lián)，再逆變獲得較大功率輸出；也有直接將MOSFET構(gòu)成逆變橋，再多個逆變橋并聯(lián)的；應(yīng)特別注意兩種實(shí)現(xiàn)方法都有均流的問題，后者不但有數(shù)個逆變器并聯(lián)均流的問題，而且有數(shù)個逆變橋輸出同相位、同幅值并聯(lián)的問題，同時這種方案造成控制系統(tǒng)有多個控制單元。

(9) 現(xiàn)中高頻感應(yīng)加熱中頻電源的冷卻方式清一色為水冷卻，應(yīng)用水壓繼電器的居多，存在著水管堵死，水壓很高，但不能冷卻的問題，這很容易造成器件的過熱損壞，所以保護(hù)方案總的來說存在著不足，應(yīng)增加流量繼電器的保護(hù)與水壓繼電器配合使用。

2、感應(yīng)加熱用中高頻電源的發(fā)展趨勢探討

（1）以晶閘管為主功率器件的中頻電源仍然不會退出歷史舞臺，仍將壟斷大功率(幾千千瓦以上)的中頻電源領(lǐng)域，將是10噸、12噸、20噸煉鋼或保溫，用中頻電源的主流設(shè)備。

（2）小功率晶閘管中頻電源(功率容量小于1000kW)的將隨著對效率及煉鋼質(zhì)量的要求不斷提高，而逐漸減小使用量，但它們在淬火、彎管等領(lǐng)域仍將使用一段時間。

（3）主功率器件為IGCT及GTO的感應(yīng)加熱用中頻電源將與主功率器件為晶閘管的中頻電源展開激烈的競爭并逐漸縮小前者的市場份額。

（4）中高頻(頻率高于10kHz~30kHz)領(lǐng)域使用的中頻電源將以IGBT為主要器件，其單機(jī)容量將隨著IGBT自身容量的不斷擴(kuò)大而不斷擴(kuò)大，并獲得越來越大的使用范圍。

（5）高頻(頻率高于100kHz)領(lǐng)域的感應(yīng)加熱電源將以MOSFET為主要器件，伴隨著MOSFET制造工藝的不斷進(jìn)步和突破以MOSFET為主功率器件的高頻電源將獲得廣泛的應(yīng)用，其容量將不斷擴(kuò)大。

（6）感應(yīng)加熱用中頻電源的冷卻技術(shù)將獲得較大突破，將解決水冷方式對使用者帶來的漏水，水質(zhì)處理等不便，但這之間也許要經(jīng)過很長的時間。

（7）感應(yīng)加熱用中頻電源的配套件將不斷進(jìn)步，更加標(biāo)準(zhǔn)化、更系列化，給高中頻電源的制造和維修帶來更大的方便。

（8）感應(yīng)加熱用中頻電源的單機(jī)功率容量將不斷擴(kuò)大，有望突破10MW，其工作頻率將越來越高。

（9）與感應(yīng)加熱用中高頻電源配套的限制電網(wǎng)干擾，保證電網(wǎng)綠色化的EMI抑制技術(shù)，功率因數(shù)校正技術(shù)將獲得廣泛應(yīng)用，并進(jìn)一步改善中高頻感應(yīng)加熱電源的輸出波形和效率。

（10）SIT及SITH這些器件將在我國中高頻電源領(lǐng)域獲得應(yīng)用并填補(bǔ)我國至今沒有自行開發(fā)應(yīng)用這些器件制作的中高頻感應(yīng)加熱電源的空白。

（11）中高頻感應(yīng)加熱電源的起動方式，控制技術(shù)將再獲得突破，并進(jìn)一步提高這類電源的性能，采用新型控制策略的中頻電源將獲得大范圍應(yīng)用。