El rendimiento y las características del armario de potencia de media frecuencia IGBT

El armario de potencia de media frecuencia IGBT es un equipo de potencia de media frecuencia con transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) como dispositivo de conmutación central. Se utiliza ampliamente en campos industriales como la fundición de metales, el calentamiento por forja, el tratamiento térmico y la soldadura. Su rendimiento y características residen principalmente en los siguientes aspectos:

Rendimiento central

Alta eficiencia y rendimiento sobresaliente de ahorro de energía

Como dispositivo de potencia totalmente controlado, el IGBT tiene una pérdida de conmutación y una caída de tensión de conducción significativamente menores en comparación con los tiristores tradicionales. Combinado con una topología optimizada (como la resonancia en serie y la resonancia en paralelo), la eficiencia general de toda la máquina puede alcanzar más del 90% (mientras que las fuentes de alimentación de media frecuencia de tiristores tradicionales suelen oscilar entre el 80% y el 85%), lo que reduce significativamente el consumo de energía.

Amplio rango de ajuste de frecuencia, con gran adaptabilidad

El rango de ajuste de frecuencia es amplio (típicamente 1 kHz - 20 kHz, y algunos modelos pueden alcanzar los 50 kHz), y la precisión del ajuste es alta (±0,1%). Puede coincidir con precisión con las características de la carga de acuerdo con los diferentes requisitos del proceso (como la fusión, el tratamiento térmico, la soldadura), resolviendo el problema del estrecho rango de frecuencia de las fuentes de alimentación de tiristores tradicionales (con frecuencias principalmente inferiores a 500 Hz).

Alta estabilidad y respuesta rápida

Al adoptar tecnologías de control digital (como DSP, PLC), puede monitorear los cambios de carga (como la fluctuación de la impedancia del material del horno durante la fundición) en tiempo real, y ajustar el voltaje de salida, la corriente y la frecuencia en milisegundos para garantizar una salida de potencia estable (estabilidad de voltaje/corriente dentro del rango de ±1%), cumpliendo con los requisitos de procesos de alta potencia (como el tratamiento térmico de precisión).

Factor de potencia alto, amigable con la red eléctrica

A través de la corrección activa del factor de potencia (PFC) o el control resonante, el factor de potencia de entrada se puede aumentar por encima de 0,95 (las fuentes de alimentación de tiristores tradicionales son en su mayoría inferiores a 0,85), reduciendo significativamente las pérdidas de potencia reactiva a la red eléctrica; al mismo tiempo, a través del diseño de supresión de armónicos, se reduce la contaminación armónica a la red eléctrica (tasa de distorsión armónica total THD < 10%), cumpliendo con los estándares de la red eléctrica.

Características principales

Con el uso de componentes IGBT, las ventajas de rendimiento son notables.

El IGBT combina las características de conmutación de alta frecuencia de MOSFET y la gran capacidad de transporte de corriente de GTR. Tiene una velocidad de conmutación rápida (a nivel de microsegundos), baja resistencia en estado de encendido y admite el diseño de alta frecuencia. Esto reduce el volumen de los componentes magnéticos, como transformadores y reactores, lo que hace que la estructura general sea más compacta (reduciendo el volumen en un 30%-50% en comparación con los equipos tradicionales).

Control digital inteligente, fácil operación

Integrado con pantallas táctiles, PLC y otros sistemas de control inteligente, permite la configuración precisa y el monitoreo en tiempo real de parámetros como la potencia, la frecuencia y el tiempo de funcionamiento; admite el almacenamiento de parámetros del proceso (como múltiples fórmulas de tratamiento térmico), y se puede llamar con un solo clic, simplificando la operación; algunos modelos se pueden conectar al Internet de las cosas (IoT) industrial para lograr el monitoreo remoto y el diagnóstico de fallas.

Mecanismo de protección integral, con alta seguridad

Tiene múltiples funciones de protección:

Lado de la fuente de alimentación: Protección contra sobretensión, subtensión, pérdida de fase, sobrecorriente;

Lado del dispositivo: Protección contra sobrecalentamiento, sobrecorriente y cortocircuito del IGBT;

Lado de la carga: Protección contra cortocircuitos y circuitos abiertos de la carga;

Sistema auxiliar: Fallo del sistema de refrigeración por agua debido a la falta de agua (o fallo de la refrigeración por aire), protección contra alta temperatura del aceite, etc., **garantizando la seguridad del equipo y del personal.

Alta adaptabilidad de carga, amplios escenarios de aplicación

Puede impulsar de forma estable cargas inductivas, capacitivas o no lineales (como hornos de media frecuencia, bobinas de calentamiento, transformadores de soldadura, etc.), especialmente cuando la carga cambia drásticamente (como durante el proceso de fusión cuando el material del horno se derrite), aún puede mantener una salida estable, satisfaciendo las necesidades de varios escenarios industriales como la fundición de metales, el calentamiento por forja, el temple y revenido, y la soldadura de media frecuencia.

Bajo costo de mantenimiento y larga vida útil

El módulo IGBT adopta un diseño modular, lo que facilita el reemplazo; no hay problema de desgaste por contacto mecánico, y el tiempo medio de funcionamiento sin problemas (MTBF) puede alcanzar más de 10.000 horas; el sistema de refrigeración (refrigeración por aire / refrigeración por agua) está diseñado de forma óptima, con alta eficiencia de disipación de calor, reduciendo las fallas causadas por el sobrecalentamiento.

Bajo ruido y compatibilidad ambiental

La tecnología de conmutación de alta frecuencia reduce el ruido electromagnético de la propia fuente de alimentación. Combinado con ventiladores de refrigeración de bajo ruido, el ruido de funcionamiento general de la máquina se puede controlar por debajo de 75 dB. El rango de voltaje de entrada es amplio (como 380 V ± 15%), lo que puede adaptarse a las fluctuaciones de la red y es adecuado para entornos industriales complejos.

En conclusión, el armario de potencia de media frecuencia IGBT, con sus ventajas como la alta eficiencia, el amplio ajuste de frecuencia y el control inteligente, ha reemplazado gradualmente la fuente de alimentación de media frecuencia de tiristores tradicional y se ha convertido en un equipo central en el campo del calentamiento industrial y la conversión de energía.