Zdroje indukčního ohřevu jsou základními součástmi systémů indukčního ohřevu, které jsou odpovědné za generování vysokofrekvenční elektrické energie potřebné k ohřevu obrobku prostřednictvím elektromagnetické indukce. Tyto napájecí zdroje se skládají z několika klíčových součástí, z nichž každá přispívá k funkčnosti, výkonu a účinnosti systému. Níže je uveden přehled hlavních součástí zdroje indukčního ohřevu:
1. Vstup napájení a usměrňovací obvod:
První fází zdroje indukčního ohřevu je přeměna střídavého vstupu (typicky 50/60 Hz z elektrické sítě) na stejnosměrný proud. To se provádí prostřednictvím usměrňovacího obvodu, který používá komponenty, jako jsou diody nebo usměrňovače. Usměrňovač převádí střídavý proud (AC) na stejnosměrný proud (DC), který je nezbytný pro následný vysokofrekvenční spínací proces.
2. Invertorový stupeň:
Jakmile je vstupní výkon usměrněn na stejnosměrný proud, je pak přiváděn do invertorové sekce. Invertor je zodpovědný za přeměnu stejnosměrného proudu na vysokofrekvenční střídavý proud, typicky mezi 1 kHz a 100 kHz, který je vhodný pro indukční ohřev. Tento proces se provádí pomocí bipolárních tranzistorů s izolovaným hradlem (IGBT) nebo tranzistorů s kovovým oxidem a polovodičem s efektem pole (MOSFET), které fungují jako spínače pro pulzování stejnosměrného napětí na požadované frekvenci.
3. Odpovídající síť:
Aby byl zajištěn účinný přenos energie z invertoru na indukční cívku, napájecí zdroj obvykle obsahuje odpovídající síť. Tato síť se skládá ze sady kondenzátorů, induktorů a někdy i transformátorů, které odpovídají impedanci mezi výstupem invertoru a indukční cívkou. Správné přizpůsobení zajišťuje maximální energetickou účinnost a minimalizuje ztráty.
4. Indukční cívka:
Indukční cívka, často měděná cívka, je umístěna v blízkosti obrobku a je napájena vysokofrekvenčním střídavým výstupem z měniče. Tato cívka generuje rychle se měnící magnetické pole, které indukuje vířivé proudy ve vodivém materiálu obrobku, což způsobuje jeho zahřívání. Konstrukce cívky, velikost a počet závitů jsou rozhodující pro dosažení požadovaného účinku ohřevu.
5. Chladicí systém:
Zdroje indukčního ohřevu generují během provozu značné teplo, zejména při vysokých úrovních výkonu. Aby se předešlo přehřátí součástí, je nezbytný chladicí systém. To může zahrnovat vzduchové nebo vodní chladicí systémy, které se používají k rozptýlení tepla generovaného součástmi, jako je invertor, kondenzátory a cívky. Pro efektivní odvod tepla se běžně používají vodou chlazené výměníky tepla nebo ventilátory.
6. Systém ovládání a zpětné vazby:
Řídicí systém je mozkem zdroje indukčního ohřevu. Řídí provoz střídače, upravuje výstupní výkon a zajišťuje provoz systému v rámci bezpečných parametrů. Mikrokontroléry nebo digitální signálové procesory (DSP) se obvykle používají k monitorování a nastavování frekvence, výkonu a teploty. Zpětnovazební systém může obsahovat senzory, jako jsou proudové senzory, napěťové senzory a teplotní senzory, které nepřetržitě monitorují výkon systému.
7. Ochranný obvod:
K ochraně napájecího zdroje a obrobku se používají různé ochranné obvody. Patří mezi ně nadproudová ochrana, přepěťová ochrana, ochrana proti zkratu a tepelná ochrana. Ochranný obvod zajišťuje bezpečný provoz systému a zabraňuje poškození komponent v důsledku elektrických poruch nebo přehřátí.
8. Uživatelské rozhraní:
Uživatelské rozhraní umožňuje operátorovi interakci se systémem indukčního ohřevu. To může zahrnovat digitální displej, dotykovou obrazovku nebo tlačítka pro ovládání nastavení, jako je frekvence, výkon, doba ohřevu a teplota.
Závěr
Stručně řečeno, napájecí zdroj indukčního ohřevu se skládá z několika klíčových komponent:
1. Vstup napájení a usměrňovací obvod pro převod AC na DC.
2. Invertor pro převod DC na vysokofrekvenční AC.
3.Odpovídající síť pro efektivní přenos energie do indukční cívky.
4. Indukční cívka pro generování magnetického pole pro ohřev obrobku.
5.Chladicí systém, aby se zabránilo přehřátí součástí.
6.Řídicí a zpětnovazební systém pro seřizování a monitorování provozu.
7.Ochranné obvody pro ochranu proti poruchám.
8.Uživatelské rozhraní pro ovládání a nastavení systému.
Každý z těchto prvků spolupracuje a zajišťuje účinný a přesný indukční ohřev pro širokou škálu průmyslových aplikací.
