SiC-MOSFET固态高频感应加热设备

钢管焊接、钎焊、热装配、涂覆烘干、淬火、回火、退火、正火、调质及金属氧化物熔炼等热加工、热处理工艺。

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SiC-MOSFET固态高频感应加热设备

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适用范围

钢管焊接、钎焊、热装配、涂覆烘干、淬火、回火、退火、正火、调质及金属氧化物熔炼等热加工、热处理工艺。

功能结构

SiC-MOSFET固态高频感应加热电源采用交－直－交变频结构，整流器可采用三相6脉波晶闸管整流、二极管整流+IGBT直流斩波、12脉波晶闸管整流三种结构，以满足用户的不同需求或不同的功率等级；逆变器采用SEMIQ公司的高压大功率SiC-MOSFET模块构成全桥串联谐振逆变器；逆变输出通过高效铁氧体匹配变压器完成功率合成、负载阻抗匹配和电气隔离；谐振槽路采用水冷聚丙烯薄膜电容构成串联谐振电路。
对比Si-MOSFET 器件，SiC-MOSFET器件主要有三大优势：
1）耐高温、高压：SiC-MOSFET器件的工作温度理论上可达600℃以上，是同等Si-MOSFET器件的4倍、耐压能力的10倍，可以承受更加极端的工作环境。
2）小型化和轻量化：SiC-MOSFET器件拥有更高的热导率和功率密度，能够简化散热系统，从而实现器件的小型化和轻量化。
3）低损耗、高频率：SiC-MOSFET器件的工作频率可达Si-MOSFET器件的10倍，而且效率不随工作频率的升高而降低，可以降低近50%的能量损耗；同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积，降低了组成系统后的体积及其他组件成本。
对于小功率设备（≤400kW），电源采用一体机结构；对于大功率设备，电源采用分体机结构。全套设备由高频电源柜、循环软水冷却系统、操作台（选配）、调整支架（选配）等部分组成。

三相6脉波整流

三相12脉波整流

半导体性能对比

Si-MOSFET和SiC-MOSFET模块等效

技术特点

1)SiC-MOSFET器件损耗减小60% ！高频电源整体效率提升约5-8%。在冷却条件一定的前提下，开关频率可以更高，可以直接制作频率高于600kHz的高频电源（原Si-MOSFET高频电源采用倍频技术），大大减小了高频电源体积。
2) SiC-MOSFET内部集成有反并联SiC-Diod，外部连线大幅简化，减小了故障点、减小了外部电磁辐射、提高了电源的整体安全性；优化了阻容吸收电路（R+C）的布局结构，RC引线更短带来良好的吸收效果，逆变波形完美、逆变单元发热大幅减少。
3) SiC-MOSFET耐压1200V，在保证安全的前提下高频电源的直流电压为500V，网侧功率因数约0.95、网侧交流电流小、谐波电流小，供电和配电成本大幅降低，供电效率有效提高。
4) 采用新型一体化逆变功率单元，结构简洁可靠，便于维护；铝嵌铜管散热板可确保散热效果良好、PCB高频吸收电容板可保证优异的吸收效果。
5)逆变锁相电路采用全数字控制技术，主控芯片采用工业级FPGA微处理器，具有高可靠性和灵活性，不仅锁相精度高，锁相范围广，而且可满足不同用户对外围接口的特殊需求。
6)整流器采用工业级FPGA微处理控制系统，实现精确的同步触发，控制精度高、网侧非特征谐波小。可实现恒功率、恒电压、恒电流等不同运行模式。
7)采用脉冲屏蔽（PSM）逆变调功技术，可实现电源的自动负载匹配功能，负载适应能力强、电效率高、电网侧功率因数高。
8)具有完善的过压、过流、失锁、温度、水流量等保护功能，运行可靠、故障率低。
9) 友好的人机交互系统：采用PLC＋彩色触摸屏构成完善的HMI（人机界面系统）；一方面通过以太网或DP通讯方式实现和用户上位机的通讯控制，另一方面可实现电源系统的自动逻辑控制、故障显示与故障诊断功能，同时具备大数据分析记录功能。