2.4 二十世紀(jì)末期的提高性能期
1998年之后,，由于國(guó)內(nèi)狠抓建筑質(zhì)量促使對(duì)小鋼廠進(jìn)行大范圍整頓,，很多省制定政策限制容量小于500kW的中頻電源使用，促使國(guó)內(nèi)開發(fā)單機(jī)容量 1000kW以上的中頻電源,，因而推動(dòng)了快速晶閘管制造水平的進(jìn)一步提高,，如今國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)單管電流容量達(dá)2000A,、2500A的快速晶閘管元件，但關(guān)斷時(shí)間對(duì)1500A以上的晶閘管仍然很難降到20µs以下,，更為了解決大中頻電源的重爐起動(dòng)問題,，國(guó)內(nèi)電力電子行業(yè)開發(fā)出了第五代中頻電源控制板，這就是不要同步變壓器的自對(duì)相和相序自適應(yīng)的掃頻起動(dòng)板,，使晶閘管中頻電源的性能和水平上了一個(gè)很高的檔次,。
再應(yīng)該提到，為了解決電網(wǎng)的污染問題,，提高效率,，借助于IGBT及MOSFET水平提高、容量的擴(kuò)大和成本的下降,，國(guó)內(nèi)感應(yīng)加熱用中變頻電源已在小容量領(lǐng)域從晶閘管設(shè)備向以IGBT和MOSFET為主功率器件的高頻電源過渡(工作頻率為20kHz~200kHz范圍),，并已批量投入工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，在此領(lǐng)域生產(chǎn)量比較大的有保定紅星高頻設(shè)備廠等企業(yè),，但由于IGBT或MOSFET等器件應(yīng)用技術(shù)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還不是很成熟,，因而決定了高頻電源的生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)還很少。
3,、感應(yīng)加熱用中高頻電源技術(shù)的現(xiàn)狀
我國(guó)感應(yīng)加熱用中高頻電源從無到有,，經(jīng)過了上述的四個(gè)發(fā)展階段已在國(guó)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(chǎng)調(diào)試需對(duì)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(dòng)方式已從撞擊式起動(dòng)、零壓起動(dòng),、內(nèi)外橋轉(zhuǎn)換起動(dòng)過渡到掃頻起動(dòng),，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(shí)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(zhǎng)足的進(jìn)步,，為晶閘管中頻電源的制作帶來了極大的方便。
(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)人員帶來了極大的方便,。
(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(dòng)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,，帶來了極大的方便。
(8) 在國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)已有批量生產(chǎn)的企業(yè)，但生產(chǎn)量相對(duì)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(shí)滿足高電壓,、大電流的條件，所以不得不采用多個(gè)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(gè)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(gè)逆變器并聯(lián)均流的問題，而且有數(shù)個(gè)逆變橋輸出同相位,、同幅值并聯(lián)的問題,，同時(shí)這種方案造成控制系統(tǒng)有多個(gè)控制單元。
