如何正确选择igbt感应加热设备
电力电子器件IGBT 的选用与保护
电力电子器件IGBT的选用与保护钱金川1朱守敏2（1.上海高企电器有限公司，上海 201602；2.浙江泰华电器有限公司，浙江乐清 325604）摘要本文介绍了电力电子器件的详细分类,并着重介绍了IGBT的选用以及保护应注意事项。
关键词：电力电子器件；IGBT；选用；保护Application and Protection of Power Electronic Devices IGBTQian Jinchuan1Zhu Shoumin2（1.Shanhaigaoqi Ele.Appliances.Co.,Ltd., Shanghai 201602；Zhejiang taihua Ele.Appliances Co.,Ltd., Zhejiang Yueqing 325604）Abstract This article introduces the detailed sort of power electronic devices and pay much attention to introduce the election,protection and some notice.Key words：power electronic devices；IGBT；selection；protection1引言电力电子技术是以电力为对象的电子技术,它的主要任务是对电能进行控制和变换。
随着微电子技术以及计算机技术的发展,不断涌现出新型的电力半导体器件,并通过发展逐步将电力电子技术划分为传统电力电子技术(以半控型电力器件为核心)和现代电力电子技术(以全控型器件为核心)。
尤其近几年电力电子技术始终与逆变电源领域的发展密不可分,越来越成为该领域中的重要组成部分,也极大地带动了逆变领域的飞速发展。
IGBT（Isolated Gate Bipolar Transistor）是绝缘门极双极型晶体管，它是20世纪80年代末90年代初迅速发展起来的新兴复合功率开关器件，属全控型自关断器件。
IGBT的选型方法
绝缘栅双极晶体管（IGBT）是总线电压几百至上千伏的应用的理想之选。
作为少数载流子器件，IGBT在该电压范围内具备优于MOSFET的导通特性，同时拥有与MOSFET十分相似的栅极结构，能实现轻松控制。
此外，由于无需采用集成式反向二极管，这使制造商能够灵活地选择针对应用优化的快速“复合封装（co-pak）”二极管（IGBT和二极管采用同一个封装），这与固有MOSFET二极管相反，固有MOSFET二极管的反向恢复电荷Qrr和反向恢复时间trr会随着额定电压的升高而增大。
当然，导通效率的提高需要付出代价：IGBT通常具备相对较高的开关损耗，这可降低应用开关频率。
这二者之间的权衡以及其他应用和生产注意事项为数代IGBT以及不同的子类器件的诞生创造了条件。
众多的产品使得在选型时采用严格的流程变得十分重要，因为这可对电气性能和成本产生重大影响。
从用户角度而言，IGBT选型过程可实现简化，如图1所示。
由于该过程具备重复属性，因此十分适合实现自动化操作。
国际整流器公司现已开发出一个实用的在线选型工具，如图2所示。
这个工具包含IR公司200多种IGBT器件的电气模型和热模型。
电压选择以往用于110V至220V整流总线应用的IGBT的额定电压为600V，而用于三相380V 至440V整流总线应用的IGBT 的额定电压为1200V。
IR还推出数量有限的900V IGBT。
近几年来，IR为扩大客户的选型范围，又推出了330V器件（通常不用于直接连接市电的应用）。
与MOSFET不同，IGBT无雪崩额定值，因此确保在最差条件下IGBT的电压低于击穿电压额定值十分重要。
在这种最差条件下，通常需要考虑以下几点：* 采用最大线路输入电压的最大总线电压和最大总线过压（例如电机驱动应用的电气制动）* IGBT采用最大开关速度（di/dt）、最大杂散电感和最小总线电容关断时的最大过冲电压* 最低的工作温度（由于击穿电压具备负温度系数）短路安全工作区额定值这种特性指器件能够在一定时间内（单位：微秒）承受通过终端输入的最大总线电压，并能够安全关断。
如何选择感应加热设备
在选择感应加热设备时，需要讲究一些方式方法，快来好小编一起来了解一下吧！
1）感应加热设备的选用首选要考虑的就是被加热的工件形状和尺寸，这是最基本的判断感应加热设备选择的要求。
比如工件大的或者实才的就选择功率较大但频率较低的感应加热设备、工件小的或者板材、齿轮这一类的就选择高频加热设备。
2）考虑了工件的外部尺寸还要考虑工件需要加热的深度和面积，如果加热的深度深、面积大就选择低频率设备，深度浅面积小只进行局部的加热就选择高频率设备。
3）工件的加热速度也是应该考虑的范围，需要的速度快就要选择高频率的感应加热设备。
4）除了上述介绍的三种重要因素之外，还要考虑的就是工件加热的工艺要求。
如果是淬火、焊接等就选择频率高的设备，退火、回火等就选择低频率设备，透热、热锻等就选择更低频率的设备。
5）此外，选择设备还应该考虑的有感应部件与设备的连线距离、设备的连继工作时间、工件的材料等，这些都是应该考虑的内容。
比如连线的距离长就选择功率大的感应加热设备，工件的熔点高就选择功率大的设备、熔点低就选择功率小的设备。
根据不同的工件材料的物理特性选择设备的频率。
IGBT的正确选择和使用
适 驱 动 参 数 ，保 证 合 理 正 向栅 电 压 。 因为 Ｉ Ｔ Ｂ 的 Ｇ
工 作 状 态 与 正 向 棚 电 压 有 很 大 关 系 ， 正 向 栅 电 压
２ Ｇ Ｔ 定 电流 的 选 择 Ｉ Ｂ 额
以 ３ ｋ 变 频 器 为 例 ，负 载 电 流 约 为 ７ Ａ，由 ０Ｗ ９
特 点 ，根 据 其 特 点选 择 合 适 额定 电压 ，额定 电流 和开 关 参
数 。以 及 优 化 设 计 栅 电压 ，克 服 Ｍ…ｅ 效 应 的 影 响 ，确 保 在 ｒ ｌ Ｔ应 用 过 程 中 的 可 靠 性 。 ＧＢ
关键 词 ：Ｉ Ｔ；逆 变拓扑结 构 ；栅 电压 ；Ｍ…ｅ 效 应 ＧＢ ｒ
√ × ＝ ３ Ｖ ３ ０ ５７ ８
在 开 关 工作 的条 件 下 ，ｆ Ｔ ＧＢ 的额 定 电压 一般 要 求高 于 直流 母 线 电压 的 两倍 ，根 据 Ｉ Ｔ 格 的 ＧＢ 规
坠 ！
堂 垦 ｌ
电 压 等 级 ，选 择 １ ０ Ｖ电 压 等 级 的 ｌ Ｔ ０ ２ ＧＢ 。
放 ； （） 断 时 加 负 栅 压 。在 实 际 设 计 中 ，采 用 三 者 ３关 合 理 组 合 ，对 改 进 Ｍ…ｅ 效 应 的 效 果 更 佳 。 ｒ
大 ，建 议选 择 低 通 态 型 ｌ Ｔ，以３ Ｗ ，逆 变频 Ｂ Ｇ ０ ｋ 率 小 于 １ ｋ 的 变频 器 为 例 ，选 择 ｌ Ｔ Ｈｚ ０ Ｂ 的开 关参 Ｇ
变 频 器 的 开关 频 率 一 般 小 于 １ ＨＺ ｋ ，而 在 实 ０
际 工 作 的 过 程 中 ， ｆ Ｔ 通 态 损 耗 所 占 比 重 比 较 ＧＢ 的
和Ｒ ，确 保 Ｉ Ｔ Ｂ 的有 效开通 和关断 ；（） Ｇ ２ 栅源 间加 电 容 ｃ，对 Ｍ…ｅ 效应 产 生的 电 压进 行 能 量泄 ｒ
怎样选择合适的恒远感应加热设备
怎样选择合适的恒远感应加热设备
感应加热设备用于铸造、锻造、热处理的所有设备、工艺、生产线和技术服务，承接旧设备的维修、保养。
选择合适的感应加热设备需注意以下事项：
（1）被加热的工件形状和尺寸
工件大，棒料，实材应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；工件小，管材，板材，齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
（2）需要加热的深度和面积
加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
（3）所需的加热速度
需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较低的感应加热设备。
（4）设备的连续工作时间
连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备，相反，则选用功率相对较小的设备。
（5）感应部件与设备的连线距离
连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应选用相对功率大的感应加热设备。
（6）工艺要求
一般来说，淬火，焊接等工艺，相对可以功率选小一些，频率选高一些；回火，退火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲，热锻，熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率选得更大，频率选得更低。
（7）工件的材料
金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小一些。
等等。
感应加热设备如何选择呢
目前，感应加热设备在汽车制造、接机及工程机械、机床制造、重型机械、轴承工业、铁路运输等行业运用的比较多，为生产制造提供了方便。
但是感应加热设备分为很多种，我们该如何选择呢？
1）被加热的工件形状和尺寸：工件大、棒料、实材，应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；
2）工件小、管材、板材、齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
3）需要加热的深度和面积：加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
所需的加热速度需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较高的感应加热设备。
4）设备的连继工作时间：连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备。
5）感应部件与设备的连线距离：连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应相对选用功率较大的感应加热设备。
6）工艺要求：一般来说，淬火、焊接等工艺，相对可以功率选小一些，频率选高一些；退火、回火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲、热煅、熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率应选得更大，频率选得更低。
7）工件的材料：金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小一些。
等等。
以上这些基本知识，必须综合分析和应用，才能用的好，用的巧，用的自如。
这不但是每个感应加热设备的专业技术人员必须掌握的，也需要使用者、欲用者尽量了解和掌握的。
以上就是为大家介绍的关于感应加热设备如何选择的相关内容，希望对大家有所帮助！建议大家最好是把自己的需求报给感应加热设备生产厂家，厂家会根据您的实际情况给出最适合您的建议和方案哦。
IGBT的基础知识－－IGBT的基本结构，参数选择，使用注意
IGBT的基础知识－－IGBT的基本结构，参数选择，使用注意1.IGBT的基本结构绝缘栅双极晶体管（IGBT）本质上是一个场效应晶体管，只是在漏极和漏区之间多了一个P 型层。
根据国际电工委员会的文件建议，其各部分名称基本沿用场效应晶体管的相应命名。
图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+区称为源区，附于其上的电极称为源极。
N+ 区称为漏区。
器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。
沟道在紧靠栅区边界形成。
在漏、源之间的P型区（包括P+和P一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region ）。
而在漏区另一侧的 P+ 区称为漏注入区（Drain injector ），它是 IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成 PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。
附于漏注入区上的电极称为漏极。
为了兼顾长期以来人们的习惯，IEC规定：源极引出的电极端子（含电极端）称为发射极端（子），漏极引出的电极端（子）称为集电极端（子）。
这又回到双极晶体管的术语了。
但仅此而已。
IGBT的结构剖面图如图2所示。
它在结构上类似于MOSFET ，其不同点在于IGBT是在N沟道功率MOSFET 的N+基板（漏极）上增加了一个P+ 基板（IGBT 的集电极），形成PN结j1 ，并由此引出漏极、栅极和源极则完全与MOSFET相似。
图1 N沟道IGBT结构图2 IGBT的结构剖面图由图2可以看出，IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区GTR ，其简化等效电路如图3所示。
图中Rdr是厚基区GTR的扩展电阻。
IGBT是以GTR 为主导件、MOSFET 为驱动件的复合结构。
N沟道IGBT的图形符号有两种，如图4所示。
实际应用时，常使用图2－5所示的符号。
对于P沟道，图形符号中的箭头方向恰好相反，如图4所示。
IGBT 的开通和关断是由栅极电压来控制的。
IGBT模块选型参考
IGBT模块选型参考1．IGBT模块的功率损耗IGBT关断截止时，I(t)≈o，损耗的功率可忽略。
为了便于分析，将损耗分为导通损耗和开关损耗。
另外，开关损耗也可分为两类：具有理想二极管时IGBT的开关损耗和考虑二极管反向恢复时间时IGBT的开关损耗。
IGBT导通时，如果电流为方波脉冲，那么导通能量就等于电流、电压降和导通时间三者之积。
IGBT在任意电流和温度时的最高电压降，根据数据表提供的数据，可按以下两步得到：首先，从IGBT集电极发射极饱和电压与壳温的关系曲线上找出能满足所需电流的集电极发射极饱和电压。
然后，为了得到最大压降，在给定结温下从该曲线上得出的电压降必须乘以电气特性表中给出的最大值与典型值之比。
如果栅极驱动电压不是15V，最大压降值还需要些修正，修正系数可参考器件公司的IGBT设计手册。
如果电流不是方波脉冲，导通损耗只能用积分计算。
这样必须建立电流波形和电压降的数学表达式，这些函数关系可参考器件公司的IGBT设计手册。
在负载为电感的电路中，开关导通引起续流二极管反向恢复，同时开关器件中产生很大的电流尖峰，从而使IGBT和续流二极管的开关损耗增加。
考虑到二极管反向恢复引起的开关损耗，IGBT总的开关损耗可由下式给出：Po = Pss + Psw式中：Esw(on)为每一个脉冲对应的IGBT开通能量（在tj= 125℃、峰值电流Icp条件下）；Esw(off)为每个脉冲对应的IGBT关断能量（在tj=125℃、峰值电流Icp条件下）；Psw为变频电源每臂的PWM开关功率；Icp为正弦输出电流的峰值；Uce(sat)为IGBT的饱和电压降(在Tj= 125℃、峰值电流Icp条件下)；Fsw为开关频率；D为PWM信号占空比；θ为输出电压与电流之间的相位角（功率因数为cosθ）。
2．IGBT模块参数的选择IGBT已广泛应用于20KHz的硬开关变换器及频率更高的软开关变换器中。
通常情况下，选择IGBT模块的参数时应考虑以下几个方面的因素。
如何挑选感应加热设备
如何挑选感应加热设备
想必不用说，大家也知道，热处理加热设备行业发展很快，生产行情也很乐观，厂家间的竞争也很激烈，面对五花八门的市场，如何挑出好的设备成了消费者选购时的首要问题。
下面一起和力华的小编看一下吧！
凡事好与坏都要有一个判断，对于所选热处理加热设备是否适合您的工艺，是否适合您的生产，都要全面考虑判断！
质量是根本，也是客户首要关心的问题。
不同型号的热处理加热设备所含的技术水平不同，如果一个厂家能够生产出比较大功率的设备，那么它们所生产出来的小型产品也是很好的。
我公司大小设备均采用高质量进口元器件，且由指定厂家供应商提供。
功率很重要，能不能加工生产就看此数据。
现在的厂家越来越看重利，与客户玩各种各样的游戏，争取获得更多的利益；所以会出现很多的功率虚报或小功率大标示的现象，这样很容易误导客户，极易造成小马拉大车的情况。
设备零件是基础，直接关系到热处理加热设备以后的使用情况及使用寿命。
每一个的故事情节中都会出现那么一个，拥有华丽的外表却暗藏着一颗狠毒的心的坏人；现在也有很多的生产厂家用完美漂亮的外表来掩盖其内部低级次质的元器件。
力华感应加热设备提醒广大客户：在购买时尽可能的打开机箱整体查看设
备。
感应加热设备使用条件__感应加热设备厂家
感应加热设备使用条件__感应加热设备厂家感应加热设备拥有双闭环控制功能,最大程度高效快速加热，大大优化金属工件的加热过程。
不仅如此，整个控制系统均为数字集成化，各种保护动作速度快，整机的故障率低，寿命长。
潍坊康达电炉有限公司是一家专业从事中频电炉、中频炉、中频熔炼炉、中频透热炉、中频加热炉、中频锻造加热炉、中频淬火炉、中频热处理炉的高新技术企业。
下面，由康达电炉来为大家讲解感应加热设备的相关知识。
【感应加热设备优势】1.采用德国西门子IGBT变频，电压反馈串联谐振电路。
变换效率高达95%以上。
2.可调节加热保温过程的功率、时间、有利于提高加热的质量和加热的重复性，简化工人之操作简单。
3.安装简单,接上三相380V电源、进水、出水即可,几分钟可完成。
4.与相同功率等级的可控硅中频感应加热设备相比，IGBT高频的体积缩小了1/2，重量减轻2/3。
节水20%，节电30%。
占地极小，操作简单，几分钟即可学会。
5. 不论输出功率的大小，功率因数始终不小于0.95。
任何负载下均可100%启动成功。
具有频率自动跟踪的功能，在全过程中始终能够保证高功率因数。
6.取代反射炉、煤气发生炉等，加热无明火产生，符合国家消防安全条例。
7.拥有双闭环控制功能,最大程度高效快速加热，优化金属工件的加热过程。
8. 整个控制系统均为数字集成化，各种保护动作速度快，整机的故障率低，寿命长。
【感应加热设备使用条件】1、电源要求；接入三相三线380V的电网，电源电压瞬间波动≤±10%。
2、环境要求；设备应放置在无剧烈振动的地面或工作台上，没有导电和易燃的尘埃，没有腐蚀金属和损坏绝缘的气体及蒸汽的场所，环境湿度相对不大于95%。
3、冷却水路；冷却水源经水泵从蓄水装置供入设备的进水管，可循环使用以节省水资源。
冷却水必须使用经过软化处理的软水，以免结垢堵塞水路，引起设备不必要的故障。
冷却水进水温度不高于35℃，不低于10℃，应保持正常的水压（参考后面的技术参数），水流要通畅。
IGBT选型
机电工程系
应用的例子
IGBT直接串联高压变频调速器
机电工程系
IGBT主要生产厂家
1、日本富士，1MBHXX系列 2、日本三菱，CTXX系列 3、德国西门子，BUPXX系列 4、日本东芝，GTXX系列 5、德国IXYS，IXSXX系列 6、美国APT，APTXX系列 7、美国IR，IRGXX系列
机电工程系
IGBT的分类
1、按芯片技术划分
工艺
PT 异质外延 ＋ 扩散
穿通击穿电压 器件成本
低于雪崩击穿 高 电压
饱和压降 工作频率
较低 较低， 20KHZ以 下
安全工作区
较窄，高温 稳定性差
NPT
同质扩散＋ 离子注入
高于雪崩击穿 较低 电压
稍高
较高
较宽，高温 稳定性好
较宽，高温 稳定性好
FSNPT
IGBT选型
什么是IGBT？
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极 型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和 MOS(绝缘栅型场 效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件 , 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方 面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流 较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压 降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点， 驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为 600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源 、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT(FWD-二极管部)功率损耗
机程系
IGBT交换损耗
机电工程系
以2MBI300VH-120-50为例
IGBT的正确选择和使用
IGBT的正确选择和使用IGBT(双极性晶体管绝缘栅)是一种重要的功率半导体器件，广泛应用于各种工业和电力应用中。
IGBT在高电压、高电流和高频率下具有低开启电压和低开关损耗的优点，因此被认为是现代功率电子应用的理想选择。
正确选择和使用IGBT对于确保设备的稳定性和可靠性至关重要。
以下是一些关于IGBT正确选择和使用的要点：1.电压和电流等级的选择：根据应用需求和工作环境选择适当的IGBT，确保其电压和电流等级能够满足电路的工作条件。
过高的电压和电流可能导致器件失效或热失控。
2.热管理：IGBT在高功率应用中会产生大量热量，因此需要进行适当的热管理。
使用散热器、风扇或水冷系统等冷却装置来将热量散出。
确保IGBT的工作温度在其允许的范围内，以避免过热损伤。
3.驱动电路设计：IGBT需要适当的驱动电路来确保快速开关和关闭。
驱动电路应能够提供足够的电流和电压以确保IGBT的正常工作。
此外，还需要考虑电流负载的变化和保护电路。
4.保护电路设计：IGBT的应用场景可能面临电压波动、过电流、过温和瞬态过电压等问题，因此需要适当的保护电路来保护IGBT免受这些异常工作条件的损害。
5.模块封装和安装：IGBT通常以模块的形式销售，模块封装选择应考虑散热性能、电气性能和电子结构的布局。
在安装过程中，应注意连接器的正确安装和使用紧固件以确保良好的电气连接和机械固定。
6.噪声控制：IGBT在开关时会产生噪音和电磁干扰。
在设计和布线过程中，需要采取适当的噪声控制措施，如使用滤波器、屏蔽和良好的接地策略。
7.其他注意事项：在使用IGBT时，还需要注意输入电源稳定性、维护周期和环境温度等因素。
IGBT还可能需要进行特殊测试和校准，以确保其正常工作。
总结起来，IGBT的正确选择和使用需要综合考虑电压和电流等级、热管理、驱动电路设计、保护电路设计、模块封装和安装、噪声控制以及其他注意事项等因素。
正确的IGBT选择和使用可以确保设备的稳定性和可靠性，从而提高系统的性能和效率。
如何正确选择IGBT感应加热设备
如何正确选择IGBT感应加热设备感应加热是由感应加热设备输出高频电流，通过感应圈产生交变磁场，贯穿放在感应圈中的金属工件形成涡流，使之迅速加热，而感应圈本身不产生热量，已经有几十年的历史。
90年代中期以IGBT模块为核心全固态感应加热设备开始出现，与电子管高频设备和可控硅感应加热设备相比，节能10%-40%。
一经面市，就以其节能环保、加工质量高、操作方便、运行安全可靠、维修费用少等诸多优势成为目前小型金属加热领域最理想的加热方式。
不同的频率的感应加热设备，产生不同的加热效果，决定了加热质量的好坏；功率大小，决定工件的加热速度和加工效率，所以，根据工件的加热要求，选择正确的频率和功率显得非常重要。
一、如何选则频率感应加热设备，根据输出频率不同，大致可以分为：超高频、高频、超音频、中频等。
不同的加热工艺要求需要的频率不同，如果频率选择错误不能满足加热要求，如加热时间慢、工作效率低、加热不均匀、温度达不到要求，容易造成工件的损坏。
正确选择频率，首先，要了解产品的加热工艺要求，大概说来有以下几种情况：1、工件透热，例如：紧固件、标准件、汽配、五金工具、索具、麻花钻的热镦热轧等，工件直径越大，频率应越低。
如：Φ4 mm以下，适用高频、超高频(100-500KHz)Φ4-16,mm 适用高频(50-100 KHz)Φ16-40 mm 适用超音频(10-50 KHz)Φ40 mm以上适用中频（0.5-10 KHz)2、热处理，轴类、齿轮、淬火及不锈钢制品退火等等，以淬火为例，工件要求淬火层越浅，频率应越高，淬火层越深，频率应越低。
如：淬火层为02.-0.8mm 适用100-250 KHz 超高频、高频1.0-1.5mm 适用40-50 KHz高频、超音频1.5-2.0mm 适用20-25 KHz超音频2.0-3.0mm 适用8-20 KHz超音频、中频3.0-5.0mm 适用4-8 KHz中频5.0-8.0mm 适用2.5-4 KHz中频3、钎焊，钎头、车刀、铰刀、铣刀、钻头等及不锈钢锅底不同材料的复合焊接，焊接体积越大，频率越应降低，以车刀焊接为例，如：20 mm以下刀具，适用50-100 KHz 高频20 --30mm以上刀具适用10-50 KHz 高频、超音频30 mm以上刀具，适用1-8 KHz 中频。
感应加热实验的器材选择与功率调节
感应加热实验的器材选择与功率调节介绍：感应加热是一种基于电磁现象的加热方法，通过感应电流在导体中产生的热量来达到加热的目的。
在进行感应加热实验时，正确的器材选择和功率调节是确保实验成功和安全进行的关键因素。
器材选择：在开始实验前，首先需要选择适当的器材。
典型的感应加热实验器材包括感应加热器、感应加热盘、感应加热线圈和感应加热电源等。
感应加热器是用于产生高频电磁场的设备，通常由电容器、电感线圈、功率电子器件和控制电路等组成。
而感应加热盘则是将电能转化为热能的装置，通常由金属材料制成，能够快速加热实验物体。
感应加热线圈是连接感应加热器和感应加热盘的导线圈，其形状和尺寸应该根据实验需要具体选择。
由于感应加热是通过感应电流在导体中产生热量的原理，因此选择适当的感应加热线圈非常重要。
线圈的尺寸和形状会影响到感应电流的大小和分布，从而影响到加热效果。
功率调节：在进行感应加热实验时，适当的功率调节对于实验的成功和安全至关重要。
功率过低可能导致加热效果不足或加热时间过长，而功率过高则可能导致实验物体过热或烧毁。
通常，感应加热器上会有功率调节旋钮或按钮，用于调节加热功率的大小。
在调节时，需要根据实验的要求和实验物体的特性进行选择。
一般来说，较大的功率适用于较大的实验物体或需要更快速加热的情况，而较小的功率适用于较小的实验物体或需要较慢加热的情况。
此外，不同的感应加热器可能具有不同的功率调节方式。
一些器材可能提供预设的功率档位选择，而另一些器材可能提供连续调节功率的功能。
在进行实验前，需要了解具体的器材特性，并根据实验要求进行选择和调节。
总结：感应加热实验中，正确选择器材和适当调节功率是确保实验成功和安全进行的关键因素。
器材的选择应考虑实验的要求和实验物体的特性，而功率的调节则应根据加热速度和实验物体的大小等因素加以调整。
通过合理的器材选择和功率调节，可以获得准确、稳定和高效的感应加热实验结果。
对选用感应加热热处理设备的了解
对选用感应加热热处理设备的了解现在感应加热设备在市场中应用的厂家也有很多，因此在选用感应加热设备过程中，质量保证是须考虑的条件。
尤其是在加工焊接不同工件过程中需要是使用不同规格的、不同频率的感应加热设备。
市场中感应加热设备有：中频感应加热设备、高频焊接设备、超频感应加热设备那么对于选用感应加热设备需要注意一些条件1.高、中频电源设备，无论发电机式、晶闸管变频式或全晶体管式等，其输出电压的波动范围应在2.5%以下，功率波动应在5%以下，仪表、继电器东站要求灵敏。
2.按零件要求的淬硬层深度选择电流频率时，应满足下列的经验公式：一般情况，硬化层深度0.5—2mm时，宜选用10KHz以上的高频电源，硬化层深度1.0-4.0mm时，宜选用8-13KHZ电源，硬化层深度4.0mm时，宜选用1—2.5KHz以上的高频电源，当零件面积或直径较大时，可以选用较低的频率，反之，加热面积或直径较小的零件可以选用较高的频率3.淬火机械装置的精度应该满足下列要求，轴心摆差小于0.5mm，淬火的移动速度偏差小于5%，零件旋转速度的可调节范围一般为25—150r/min4.时控装置：在批量生产时，零件的加热、间歇、冷却时间都应采用程序控制，用时间继电器或其他计时器，他们的计时偏差一般小于0.1s5.冷却系统：设备各载电元件的冷却水循环系统。
6.自动化高频设备的水冷却：电阻率4kΩ.cm;水的硬度0.17g/l，供水压力位0.12-0.20MPa，设备进水温度应保持在15-30℃之间，具体根据实际情况来定。
7.自动化中频设备供水压力位0.12-0.20MPa，设备进水温度为10-30℃，具体根据实际情况来定。
8.零件淬火液循环系统：淬火液循环系统应保证淬火所要求的温度、压力和流量，在浸入淬火时，应设置调节流速的淬火液搅拌机构，以得所要求的淬火液流速。
淬火液循环系统应具有足够的容量，有时还须有控制淬火温度的装置。
淬火液可根据零件材料不同等因素，选用水及不同成分、浓度、温度的水熔性合成淬火介质。
IGBT的选型说明和参考
一、什么是IGBTIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。
应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。
较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。
导通IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似，主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。
如等效电路图所示(图1)，其中一个MOSFET驱动两个双极器件。
基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。
当正栅偏压使栅极下面反演P基区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。
如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内，那么，J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电阻率，这种方式降低了功率导通的总损耗，并启动了第二个电荷流。
最后的结果是，在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑：一个电子流(MOSFET 电流)；空穴电流(双极)。
关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。
在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。
200KW-IGBT中频感应加热设备应用说明
JZ-200/4：每小时加热产量：500kg；
JZ-300/3：每小时加热产量：750kg；
JZ-500/2：每小时加热产量：1250kg；
生产节拍（每小时加热件数）=每小时产量/工件单重。
（2）根据工件大小选频率
直径Φ20～Φ40mm 工件一般推荐频率为 4KHz；直径Φ40～Φ60mm 的工件推荐频率为
比亚特自动化焊接工艺
（3）电路特征：主器件采用 IGBT 模块，电路采用不控全桥整流，电容滤波，桥式逆
变，串联谐振输出。和老式中频采用可控硅并联谐振有根本的不同。
（4）节电原理：不可控整流，整流电路全导通。高功率因数，电压型串联谐振等，决
定了本设备大幅度省电。
二、比亚特自动化设备选型和参数确定
选型依据
各种因素综合起来，决定了本设备比可控硅中频节电 20%左右，节电效果好。
-5比亚特自动化焊接工艺
以上图片显示的是比亚特自动化焊接工艺以及设备
根据客户工件尺寸，可以做长形炉体，方形炉体，扁形炉体。 根据客户工件尺寸，产量高低，来匹配功率大小。
备注：以上说明仅供参考，具体结合实际生产情况来确定工艺
-6比亚特自动化焊接工艺
型号
进水温度
水压
出水温度
水流量
BS-N3
5-35℃
0.2-0.3MPa
≤55℃
16-28 m3/h
第三部分 比亚特自动化节能原理及实际效果 一、节电原理 首先是采用新型 IGBT 器件，不采用可控硅；IGBT 为自关断器件，本身比可控硅损耗小。再 一个就是采用串联谐振，串联谐振为电压型谐振，比并联谐振节电。采用前级不可控全桥整 流，省去了庞大的电抗器，不会在整流段引起波形的变形，没有关断角的削波现象，并且用 大电容滤波，因此谐波数小，降低了对电网的干扰，提高了功率因数。本设备功率因数很高， 高达 95%以上，无功很小。 1、IGBT 比可控硅节能 10%。 2、串联比并联节能 10%。 3、无变压器比有变压器节能， 4、全整流比半整流节能， 5、感应圈设计好更节能
IGBT选型的要求要点
IGBT的选型要求、设计理念及在风能中的应用热3已有 125 次阅读2011-09-28 12:09要做高功率设计，需要选择合适的IGBT，并在此基础上合理设计和应用IGBT。
本文从介绍IGBT选型的四大基本要求及三大设计理念入手，再辅以IGBT在风能中的应用案例，旨在帮助工程师正确选择合适的IGBT，并合理设计和应用IGBT，从而实现高功率密度的设计。
本文整理自第七届新型节能设计技术研讨会，更详细的内容请浏览：/public/seminar/content/type/review/sid/341 IGBT选型的四个基本要求做高功率设计时，IGBT的选型要考虑到四个基本要求，一个就是明确知道IGBT 的安全工作区，只要在安全工作区之内，怎么应用IGBT都可以；第二个是在热设计上的限制，还有结构上面、可靠性上面。
1.1 安全工作区在安全上面，主要指的就是电的特性，除了常规的变压电流以外，还有RBSOA（反向偏置安全工作区）和短路时候的保护。
这个是开通和关断时候的波形，这个是相关的开通和关断时候的定义。
我们做设计的时候，结温的要求，比如长期工作必须保证温度在安全结温之内，做到这个保证的前提是需要把这个模块相关的应用参数提供出来。
这样结合这个参数以后，结合选择的IGBT的芯片，还有封装和电流，来计算产品的功耗和结温，是否满足安全结温的需求。
1.2 热限制热限制就是我们脉冲功率，时间比较短，它可能不是一个长期的工作点，可能突然增加，这个时候就涉及到另外一个指标，动态热阻，我们叫做热阻抗。
这个波动量会直接影响到IGBT的可靠性，就是寿命问题。
你可以看到50赫兹波动量非常小，这个寿命才长。
1.3 封装要求封装要求主要体现在外部封装材料上面，像我们现在这种封装形式，这个是ECONO DUAL3的例子，主要是描述材料在污染情况下，是否能够满足一些要求。
在结构上面，其实也会和封装相关，因为设计的时候会布局和结构的问题，不同的设计它的差异性很大。
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如何正确选择IGBT感应加热设备感应加热是由感应加热设备输出高频电流，通过感应圈产生交变磁场，贯穿放在感应圈中的金属工件形成涡流，使之迅速加热，而感应圈本身不产生热量，已经有几十年的历史。
90年代中期以IGBT模块为核心全固态感应加热设备开始出现，与电子管高频设备和可控硅感应加热设备相比，节能10%-40%。
一经面市，就以其节能环保、加工质量高、操作方便、运行安全可靠、维修费用少等诸多优势成为目前小型金属加热领域最理想的加热方式。
不同的频率的感应加热设备，产生不同的加热效果，决定了加热质量的好坏；功率大小，决定工件的加热速度和加工效率，所以，根据工件的加热要求，选择正确的频率和功率显得非常重要。
一、如何选则频率感应加热设备，根据输出频率不同，大致可以分为：超高频、高频、超音频、中频等。
不同的加热工艺要求需要的频率不同，如果频率选择错误不能满足加热要求，如加热时间慢、工作效率低、加热不均匀、温度达不到要求，容易造成工件的损坏。
正确选择频率，首先，要了解产品的加热工艺要求，大概说来有以下几种情况：1、工件透热，例如：紧固件、标准件、汽配、五金工具、索具、麻花钻的热镦热轧等，工件直径越大，频率应越低。
如：Φ4 mm以下，适用高频、超高频(100-500KHz)Φ4-16,mm 适用高频(50-100 KHz)Φ16-40 mm 适用超音频(10-50 KHz)Φ40 mm以上适用中频（0.5-10 KHz)2、热处理，轴类、齿轮、淬火及不锈钢制品退火等等，以淬火为例，工件要求淬火层越浅，频率应越高，淬火层越深，频率应越低。
如：淬火层为02.-0.8mm 适用100-250 KHz 超高频、高频1.0-1.5mm 适用40-50 KHz高频、超音频1.5-2.0mm 适用20-25 KHz超音频2.0-3.0mm 适用8-20 KHz超音频、中频3.0-5.0mm 适用4-8 KHz中频5.0-8.0mm 适用2.5-4 KHz中频3、钎焊，钎头、车刀、铰刀、铣刀、钻头等及不锈钢锅底不同材料的复合焊接，焊接体积越大，频率越应降低，以车刀焊接为例，如：20 mm以下刀具，适用50-100 KHz 高频20 --30mm以上刀具适用10-50 KHz 高频、超音频30 mm以上刀具，适用1-8 KHz 中频。
4、熔炼金、银、铜、铅等贵金属根据熔炉及生产效率具体而定。
，小容量可选高频，大多选超音频、中频超音频可以满足压铸行业的一般应用，每小时可以熔化200KG铝锭的一般应用。
二、如何选择功率当您根据您的工件的要求，确定了机器的频率之后，下一步就要根据生产情况选择适当的机器功率了。
机器的功率越大，其加热的速度就越快，但其价格就会相应增加，小功率设备，成本低，其加热的速度慢。
1、感应加热功功率率通常有两种：输出功率和振荡功率。
感应加热设备必须将交流电进行整流，得到振荡电流和电压，振荡功率即为二者的乘积。
通常所说的功率，都是机器的负载功率，也叫输出功率，振荡功率只有实际输出功率的60%左右。
如标定振荡功率50KW设备和输出功率30KW感应加热设备再相同条件下加热效果相同。
以下是常用设备输出功率/振荡功率对比。
25KW/42 KW，30 KW /50 KW，50KW/ 80 KW，80 KW /125 KW 目前，感应加热设备并没有国家规定的型号标定方法，大多数厂商都喜欢把产品标成厂名识别号+功率的形式如：XX-20，YY-60，ZZ-100等形式，所以有的生产企业通常都将功率标称为振荡功率，更有一些生产企业将振荡功率标定为输出功率或只说笼统地标为功率，误导客户。
更有甚者干脆不写功率，将输入电流数标定型号，让客户误以为后面的识字就是该机的功率。
二者实则相去甚远。
而感应加热设备，通常买了之后很长时间不会再更新，等客户明白个中区区别时往往追悔莫及。
所以，当企业向您介绍产品的时候，不要只关心型号，别忘了问他的输出功率是多少，作到心中有数。
2、加工相同工件，工作速度不同，功率选择也有很大区别例如；某紧固件企业要热煅加工Φ30 mm长度50mm的螺杆，加热温度100 0度，生产速度20件/分钟，那就应该选择一款频率为超音频（10-40KHZ）输出功率80KW的机器使用，如果生产速度降为10件/分钟，一款频率为超音频（10 -40）输出功率50KW的机器就能满足应用， 80KW价格要比50KW高，所以，厂家可以根据自己的实际情况，选择最合适的机型，以免造成浪费。
另外，功率的选择还要考虑到用电电压的波动情况，对使用三相交流电的用户来说，电压降低10V，其输出功率就会降低7%左右，一般来讲，企业在使用该设备时，一批工件加热时间是固定的，当电压降低时，为保证达到加热效果，就应该调大该机功率，达到相同的加热效果。
但如果您的加热时间是以设备最大功率状态为前提设定，当电压降低时，只有通过延长加热时间的方法达到相同的加热效果，这样就必须重新实验，获得时间设定参数，耽误生产工作，也不能保证工件质量。
所以建议在使用时，将设备的功率输出调整到85-90%功率状态左右，留一点余量，这样又能延长使用寿命，又可以从容应对电压波动造成的不利影象。
三、如何避免价格陷阱当您根据您的工件的要求，确定了机器的频率和功率之后，就要根据生产情况选择适当的供应商了。
价格当然是您比较关心的了，如何避免价格陷阱将是您遇到的另一个问题。
目前，随着IGBT感应加热设备的广泛使用，生产厂家厂家也很多，但是，在小型（400KW）领域内能够拥有自主知识产权，拥有独立高水平研发队伍，全系列产品的企业，全国仅有几家，大多数企业都是仿造、组装而已，所以，即便是不同的厂家之间，相同功率（标定）的产品，质量差异很大。
买到一款实用的，价廉物美的产品是每一个用户所期望的，由于设备的价格与设备个功率有密切的联系，功率越大，价格越高，所以，功率虚标成为误导客户常用手段。
通常表现为：1、功率标称为振荡功率，2、企业将振荡功率标定为输出功率或只说笼统地标为功率，3、不写功率，将输入电流数标定型号，让客户误以为后面的识字就是该机的功率。
4、胡乱标注低功率写成高功率。
相比上述情况，下面的情况更加恶劣。
国内一些生产企业为了谋取暴利，通过调整IGBT模块的某些参数，达到将小功率设备功率调大的目的，比如将30KW设备调成40-50KW，把它当成45KW设备出售，其结果，小马拉大车，设备负荷重，缩短设备使用寿命，本来正常能使用5年的产品，一、两年就报废了。
而这种情况短时间客户无法察觉，但只是个时间迟早问题。
而且，由于参数的改变，使设备的相容性变差，相互干扰严重，故障多，影响生产。
避免这一点最好的办法是寻找国内大型生产厂家，或多听同行的评价。
其实，但无论哪种情况，您只要稍加留意，还是不难分辨的。
下面简单介绍一下。
1、相同使用功率比较例如，当您确定本厂将要购买一台高频加热设备用以焊接，你确定了甲、乙、丙三家企业的产品，分别为甲-25型（输出功率25KW） 14800元甲-40型（输出功率40KW） 26800元乙-25型（振荡功率25KW） 12500元乙-40型（振荡功率40KW） 18800元丙-25型（振荡功率25KW） 11000元丙-40型（振荡功率40KW） 16800元由于甲-25型为输出功率，所以转换成振荡功率，甲的振荡功率为42 KW所以，完成相同的工作，乙、丙对比机型为乙-40型（振荡功率40KW） 18800元丙-40型（振荡功率40KW） 16800元所以，甲-25型，14800元反而是最低的价格。
这样，您就可以掉入乙丙的价格陷阱。
2、相同工件对比俗话说，不怕不识货，就怕货比货，将工件拿到上述供应商那里，就会的得到不同的加热时间，加热最短的，其功率最大，比较一下，找到功能相近的机型，进行筛选。
四、如何选择好的产品好的产品应有以下几点：良好的稳定性、良好的性价比、良好的适应性、快速、周到售后服务。
当您选择一款产品是，不仅要考虑他的后期综合使用成本，包括停工损失、零件更换、保修期过后的维修、升级能力、等等多方面的因素，实践是检验产品的唯一标准，你可以要求对方将设备，安装到您的工厂，现场检测，有条件的话，最好能试用几天。
好的设备，外观整洁，标识清楚，使用方便。
通常小功率设备（振荡功率30KW以下）大多数企业都用发光二极管来显示电流的大小，但它不能真实的显示功率的大小，只能作为调节功率的参考。
振荡功率30KW以上时，应使用标准计量的电压（振荡）、电流（振荡）表，设备工作时，运行电压（振荡）、电流（振荡）直观显示，企业无法弄虚作假，也便于操作人员客观、准确的掌握机器运行状态。
如果这种大功率设备仍然采用发光二极管来显示，就要小心了。
大功率设备一般主电源和感应圈变压器是分开的，变压器性能好坏直接影响感应圈的工作效率，有的变压器采用油浸的方式，这种变压器，比较落后，易污染，一旦损坏，几乎是无法修理，也没有修理的价值，是淘汰的产品。
现在多数企业选用的都是干式变压器。
同样的主机，由于工件不同，变压器也不是完全一样的。
如，当一台输出功率30KW感应加热设备作焊接时，其感应圈在1-2圈，感应加热设备作退火时其感应圈在4-8圈, 在保证功率正常输出的前提下感应圈匝数越多，工件受热越均匀，设备处理异型工件的能力越强，但是，有些企业的设备，变压器只能负载1 -2感应圈，碰到大的工件，感应圈只能采取并管制作，工艺复杂，加热效率低。
曾经遇到这样的情况，加热一个直径16厘米，高度20厘米不锈钢煲制品，用某型30KW设备作不锈钢退火工艺，感应圈7匝，输出功率达到32KW，仅用13秒完成退火，同样感应圈，同样工件，放到另一个品牌号称40KW的机器上测试，，加热速度竟然90多秒，几乎无法使用，将线圈匝数少为3-4圈，才能勉强加热，不得不在工件底部加装旋转装置。
有条件的话，还可以要求设备厂商打开机箱，一款好的设备，电子元器件布局合理，线路整齐，可以看到里面关键元器件如IGBT功率模块、电力电容器等原材料材质，从设备的整体外观、重量对设备有更进一步的认识。
大多数厂家没有独立高水平研发队伍，没有自己的核心技术，同质化严重。
大多数企业产品主控电路板和驱动电路板是一体的，当其中一个驱动电路发生故障时，不得不更换整个电路板，这种状况一般都会发生在超过保修期时，从而增加用户负担。
所以，最好能选择主控电路板和驱动电路板独立的产品，维修成本低，这一点可以询问对方技术人员。
有实力企业，备件充分，快速快捷，售后服务、周到，还可以为客户提供备用设备，最大限度保证企业生产工作不受影响。
到此为止，您也许对IGBT感应加热设备有了简单的了解，但它并不能满足金属加热的所有领域。
IGBT功率模块的物理特性决定了其功率不能造的很大，目前，国外某些企业已开发出输入功率4000KW的设备，国内仅少数企业有能力生产1000KW左右的设备，大功率加热设备仍使用传统的晶体管、电子管技术，另外，IGBT在超高频领域的使用技术还有待进一步突破。