IGBT在中頻感應加熱電源中的應用

1 引言

　　根據(jù)目前國內的供電模式，空心抽油桿感應加熱系統(tǒng)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作為逆變開關器件，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(xù)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)零電壓開關電路，具有開關損耗低、電磁干擾小等優(yōu)點[2]。控制電路采用SG3524集成塊，調節(jié)⑨腳電壓以保證輸出信號的死區(qū)時聞。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℃。溫度過高易改變石油的化學特性.溫度過低會降低石油的流動性。

　　3 IGBT柵極驅動電路

　　3.1 IGBT柵極驅動模塊的選用

　　IGBT柵極驅動模塊EXB841、M57962L均可用于驅動1200V 系列400A以內的IGBT模塊，且具有過流檢顙j及保護功能。這兩種驅動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(wěn)壓二極管產(chǎn)生一9v 負偏壓，關柵可靠性比EXB841高。另外M57962L的保護動作時間(從出現(xiàn)過流到柵壓降至0V)為6.3μs，(參見圖2a);EXB841的保護動作時間為16μs且關柵電壓不能降至一2v 以下，(參見圖2b)，導致IGBT 炸管的危險性比M57962L大。因此宜選用M57962L。

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