IGBT在中頻感應加熱電源中的應用

1 引言

　　根據目前國內的供電模式，空心抽油桿感應加熱系統采用的是工頻感應加熱方式。為了三相用電平衡，工頻加熱電源將工頻三相交流電中的一相分別經(jīng)電抗器、電容器列相移相疊加到其它二相，再經(jīng)變壓器直接變成適于各種加熱要求的單相工頻交流電后連接加熱導體。因而工頻加熱電源成本高、體積大、笨重、效率低。

　　石油中頻感應加熱電源采用IGBT作為逆變開(kāi)關(guān)器件，與常用的工頻加熱電源相比，體積縮小40%、重量減輕50%。

　　2 中頻感應加熱電源

　　中頻感應加熱電源的電路結構參見(jiàn)圖1。三相整流器將工頻三相交流電整流成直流電，經(jīng)濾波后，由全橋逆變器變換成頻率和占空比在一定范圍內均連續可調的單相中頻交流電，再經(jīng)隔離變壓器輸出給加熱負載。全橋逆變器采用脈寬調制(PWM)零電壓開(kāi)關(guān)電路，具有開(kāi)關(guān)損耗低、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)[2]?？刂齐娐凡捎肧G3524集成塊，調節⑨腳電壓以保證輸出信號的死區時(shí)聞。輸出信號的脈寬受石油溫度探測器調制.石油的溫度控制在45～7O℃。溫度過(guò)高易改變石油的化學(xué)特性.溫度過(guò)低會(huì )降低石油的流動(dòng)性。

　　3 IGBT柵極驅動(dòng)電路

　　3.1 IGBT柵極驅動(dòng)模塊的選用

　　IGBT柵極驅動(dòng)模塊EXB841、M57962L均可用于驅動(dòng)1200V 系列400A以?xún)鹊腎GBT模塊，且具有過(guò)流檢顙j及保護功能。這兩種驅動(dòng)模塊短路保護情況下的輸出波形如圖2所示。EXB841內部產(chǎn)生一5v負偏壓且不可調;M57962L在外部利用穩壓二極管產(chǎn)生一9v 負偏壓，關(guān)柵可靠性比EXB841高。另外M57962L的保護動(dòng)作時(shí)間(從出現過(guò)流到柵壓降至0V)為6.3μs，(參見(jiàn)圖2a);EXB841的保護動(dòng)作時(shí)間為16μs且關(guān)柵電壓不能降至一2v 以下，(參見(jiàn)圖2b)，導致IGBT 炸管的危險性比M57962L大。因此宜選用M57962L。

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