유도가열의 구성 및 분석

　　새로운 학문 분야로서 유도가열은 지난 30년 동안 실제로 응용되어 왔습니다. 에너지 부족 시대에 그 중요성은 더욱 두드러지며, 기술은 날마다 발전하고 있으며 용도는 점점 더 광범위해지고 있습니다. 우리나라는 개혁 개방 이후 유도가열 기술을 개발하기 시작했으며, 그 응용 전망은 매우 넓습니다.

　　먼저 220V 교류 전기를 무제어 정류하여 정류 브리지를 통해 맥동 직류를 얻고, 전해 콘덴서 필터링을 통해 직류 전압을 얻습니다. 고속 V-MOS 전력 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 브리지 인버터 회로를 구성하고, 고주파 사각파 교류 전압을 인버터하여 변압기를 통해 고주파 고전압을 저전압 대전류로 변환하여 임피던스 정합을 실현합니다. 제어 회로의 핵심은 위상 고정 기술을 사용하여 자동 주파수 추적을 구현하는 것입니다. 유도 가열 장치 시스템은 주로 7개 부분으로 구성됩니다.

　　1. 비제어 정류 회로: 본 연구에서는 비제어 정류를 사용하여 교류 전기를 조정할 수 없는 직류 전기로 변환합니다. 회로를 단순화하기 위해 본 과제에서는 PWM 방식으로 출력 전압의 듀티 사이클을 조정하여 전력을 조정합니다.

　　2. 필터 회로 전압원: 인버터 공진은 일반적으로 커패시터 필터링을 사용합니다. 여기서는 크기를 줄이기 위해 인덕터를 사용했습니다. 전류 충격을 방지하기 위해 회로에 지연 단계를 설정했습니다.

　　3. 풀 브리지 인버터 회로: 본 연구의 소자 주파수가 높기 때문에 고속 V-MOS 전계 효과 트랜지스터를 사용해야 합니다. 단일 트랜지스터의 전류 용량이 제한되어 있으므로 내압을 충족하는 전제하에 다중 트랜지스터 병렬 방식을 사용하여 출력 전력 요구 사항을 충족하며, 전계 효과 트랜지스터 자체는 병렬 연결이 용이하다는 특징이 있습니다.

　　4. 고주파 변압기 절연: 직렬 공진의 Q 값은 일반적으로 크며, 공진 전압은 1000V 이상입니다. 변압기는 반드시 절연되어야 하며, 임피던스 정합 역할을 합니다. 초고주파 작동 조건에서 변압기의 코어는 고주파 페라이트 코어입니다.

　　5. 조정기: 폐쇄 루프 피드백 시스템에서 성숙하고 일반적인 조정 방식인 PI 조정기를 사용하여 정적 오차 없이 빠른 추적을 실현할 수 있습니다.

　　6. 위상 고정 루프: 공작물 크기가 다르고 공작물 온도 변화 과정에서 주파수가 수시로 변하므로 인버터 주파수가 공진 주파수를 따라가고 위상이 일치해야 합니다. 다양한 방안을 비교하여 위상 고정 기술을 사용하면 공진 주파수 변화를 정확하게 따라가고 위상을 제어할 수 있다는 것을 확인했습니다.

　　7. 구동 회로: 초고주파 유도 가열 장치의 주파수에서 다양한 구동 회로 중 펄스 변압기 속도 조절만이 이러한 고속 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

중특전로

　　최근 유도 가열 기술은 금속 표면 열처리, 야금, 주조, 분말 야금, 용접, 굽힘 등 전통적인 산업 분야에 널리 응용되고 있습니다. 재료 표면 코팅 용접 및 복합 처리 등 가공 분야에서도 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 일상 생활에서 사용하는 전기 온수기, 전자 레인지, 전자 레인지 등도 유도 가열 장치 응용의 한 예입니다.

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