El calentamiento por inducción es un proceso de calentamiento sin contacto. Se utiliza alta frecuencia de la electricidad para calentar los materiales que conducen la electricidad. Puesto que es sin contacto, el proceso de calentamiento no contamina el material que se calienta. También es muy eficaz, pues el calor es un producto dentro de la pieza de trabajo. Esto puede ser contrastado con otros métodos de calentamiento, donde el calor se genera en una llama o elemento calefactor, que se aplica luego a la pieza de trabajo. Por estas razones calentamiento por inducción se presta a algunas aplicaciones únicas en la industria.

Una fuente de electricidad de alta frecuencia se utiliza para impulsar una gran corriente alterna a través de una bobina. Esta bobina es conocida como la bobina de trabajo. Ver la foto de frente.El paso de la corriente a través de esta bobina genera una muy intensa y cambiante campo magnético en el espacio dentro de la bobina de trabajo. La pieza a calentar se coloca dentro de esta alternancia intenso campo magnético.Dependiendo de la naturaleza del material de la pieza, una serie de cosas suceden …

El campo magnético alterno induce un flujo de corriente en la pieza de trabajo conductora. La disposición de la bobina y la pieza de trabajo puede ser considerado como un transformador eléctrico. La bobina de trabajo es como el principal es donde se alimenta de energía eléctrica en, y la pieza como una sola vuelta secundario que se pone en cortocircuito. Esto hace que las corrientes tremenda fluya a través de la pieza de trabajo. Estos son conocidos como corrientes de Foucault.Además de esto, la alta frecuencia utilizados en aplicaciones de calentamiento por inducción da lugar a un fenómeno llamado efecto de piel. Este efecto piel de las fuerzas de la corriente alterna a fluir en una capa delgada hacia la superficie de la pieza de trabajo. El efecto de la piel aumenta la resistencia efectiva del metal para el paso de la corriente grande. Por lo tanto, aumenta en gran medida el efecto del calentamiento causado por la corriente inducida en la pieza de trabajo.

Para los metales ferrosos como el hierro y algunos tipos de acero, no hay un mecanismo de calentamiento adicional que tiene lugar en el momento mismo que las corrientes de Foucault ha mencionado anteriormente. El intenso campo magnético alterno dentro de la bobina de trabajo varias veces magnetiza y de-magnetiza los cristales de hierro. Este mover de un tirón rápido de los dominios magnéticos causa fricción considerable y calefacción en el interior del material. Calefacción debido a este mecanismo se conoce como pérdida de histéresis, y es mayor para los materiales que tienen una gran área dentro de su curva de BH. Esto puede ser un factor importante que contribuye al calor generado durante el calentamiento de inducción, pero sólo tiene lugar dentro de los materiales ferrosos. Por esta razón, los materiales ferrosos se prestan más fácilmente a la calefacción por inducción de los materiales no ferrosos.

Es interesante señalar que el acero pierde sus propiedades magnéticas cuando se calienta por encima de aproximadamente 700 ° C. Esta temperatura se conoce como la temperatura de Curie. Esto significa que por encima de 700 ° C no puede haber calentamiento del material debido a las pérdidas de histéresis. Cualquier calentamiento adicional del material debe ser causada por corrientes inducidas de Foucault solo. Esto hace que la calefacción de acero por encima de 700 ° C más que un reto para la inducción de los sistemas de calefacción. El hecho de que el cobre y el aluminio son a la vez no magnético y muy buenos conductores eléctricos, también puede hacer que estos materiales un desafío al calor de manera eficiente. (Veremos que el mejor curso de acción para estos materiales es la frecuencia a exagerar las pérdidas debido al efecto piel).

El calentamiento por inducción se puede utilizar para cualquier aplicación donde se desea calentar un material conductor de electricidad de forma limpia, eficiente y controlado.

Una de las aplicaciones más común es la de sellar el antisabotaje sellos que están pegados a la parte superior de la medicina y las botellas de bebidas. Un sello de aluminio recubierto con “hot-melt” se inserta en el tapón de plástico y se atornillan en la parte superior de cada botella durante la fabricación. Estos sellos de aluminio se calienta luego rápidamente como las botellas de pasar por debajo de un calentador de inducción en la línea de producción. El calor generado derrite el pegamento y los sellos de la lámina en la parte superior de la botella. Cuando se quita la tapa, el papel de aluminio sigue siendo proporcionar un cierre hermético e impedir cualquier manipulación o la contaminación del contenido de la botella hasta que el cliente atraviesa la lámina.

Otra aplicación común es “disparar getter” para eliminar la suciedad de los tubos de vacío, como los tubos de imagen de televisión, los tubos de vacío, y varias lámparas de descarga de gas. Un anillo de material conductor llamado getter “se coloca dentro del recipiente de cristal evacuado. Desde el calentamiento por inducción es un proceso sin contacto se puede utilizar para calentar el captador que ya está sellado dentro de un vaso. Una bobina de inducción de trabajo está situado cerca del captador en la parte exterior del tubo de vacío y la fuente de CA está encendido. Segundos después de arrancar el generador de inducción, el captador se calienta al rojo blanco, y productos químicos en su recubrimiento reaccionan con cualquier gas en el vacío. El resultado es que el captador absorbe cualquier rastro último remanente de gas dentro del tubo de vacío y aumenta la pureza del vacío.

Otra aplicación común para calentamiento por inducción es un proceso llamado purificación Zona utilizados en la industria de fabricación de semiconductores. Este es un proceso en el que el silicio es purificado por medio de una zona de movimiento del material fundido. Una búsqueda en Internet es seguro para subir más detalles sobre este proceso que sé muy poco.

Otras aplicaciones incluyen la fundición, soldadura y soldadura fuerte o metales. Inducción encimeras de cocina y ollas arroceras. endurecimiento de metales de las municiones, los dientes de engranaje, hojas de sierra y árboles de transmisión, etc, son también las aplicaciones más comunes debido a que el proceso de inducción calienta la superficie del metal a gran velocidad. Por lo tanto, se puede utilizar para endurecer la superficie, y el endurecimiento de zonas localizadas de piezas metálicas por “dejando atrás” la conducción térmica de calor en la parte más profunda o de las áreas circundantes. La naturaleza sin contacto de calentamiento por inducción también significa que puede ser utilizado para calentar los materiales en aplicaciones analíticas, sin riesgo de contaminación de la muestra. Similarmente, los instrumentos de metal médicos pueden ser esterilizados por calentamiento a altas temperaturas, mientras que todavía están sellados dentro de una conocida ambiente estéril, a fin de eliminar los gérmenes.

En teoría sólo 3 cosas esenciales para la aplicación de calentamiento por inducción:

1. Una fuente de alta potencia de frecuencia eléctrica,
2. Una bobina de trabajo para generar el campo magnético alterno,
3. Una pieza de trabajo conductor de la electricidad para calentar,

Dicho esto, la práctica sistemas de calentamiento por inducción son generalmente un poco más complejo. Por ejemplo, una impedancia de red a menudo se requiere entre la fuente de alta frecuencia y la bobina de trabajo a fin de asegurar la transferencia de una buena potencia. sistemas de refrigeración por agua son también comunes en los calentadores de alta potencia de inducción para eliminar el calor residual de la bobina de trabajo, su red de adaptación y la electrónica de potencia. Por fin una electrónica de control se emplea generalmente para controlar la intensidad de la acción de calefacción, y el tiempo del ciclo de calefacción para asegurar resultados consistentes. La electrónica de control también protege el sistema contra ser dañado por una serie de condiciones de funcionamiento adversas. Sin embargo, el principio básico de funcionamiento de cualquier calentador de inducción sigue siendo el mismo que el descrito anteriormente.

En la práctica, la bobina de trabajo suele ser incorporados en un circuito tanque resonante. Esto tiene varias ventajas. En primer lugar, hace que sea la corriente o voltaje de la forma de onda sinusoidal convertido. Esto minimiza las pérdidas en el inversor por lo que le permite beneficiarse de cero-voltaje de conmutación o de conmutación de corriente cero, dependiendo de la disposición exacto elegido. La forma de onda sinusoidal en la bobina de trabajo también representa una señal más pura y causa menos interferencias de radio frecuencia a los equipos cercanos. Este punto más adelante llegando a ser muy importante en los sistemas de alta potencia. Vamos a ver que hay una serie de planes de resonancia que el diseñador de un calentador de inducción puede elegir para la bobina de trabajo:

Series del circuito tanque resonante

La bobina de trabajo se hace para resonar en la frecuencia de funcionamiento previstas por medio de un condensador en serie con él. Esto hace que la corriente a través de la bobina de trabajo que se sinusoidal. La resonancia serie también aumenta la tensión en la bobina de trabajo, mucho mayor que la tensión de salida del inversor solo. El inversor ve una carga de corriente senoidal, sino que debe llevar toda la corriente que fluye en la bobina de trabajo. Por esta razón, la bobina de trabajo a menudo se compone de muchas vueltas de alambre con sólo un pocos amperios o decenas de amperios que fluye. peso significativo en el calentamiento se logra permitiendo aumento de tensión en la bobina de resonancia de trabajo en el acuerdo, mientras resonante en serie manteniendo la corriente a través de la bobina (y el inversor) a un nivel razonable.

Este arreglo se utiliza comúnmente en cosas como ollas arroceras, donde el nivel de potencia es bajo, y el inversor se encuentra junto al objeto a calentar. Los principales inconvenientes de la serie de resonantes acuerdo es que el inversor debe llevar la misma corriente que fluye en la bobina de trabajo. Además de este aumento de tensión debido a la resonancia en serie puede llegar a ser muy pronunciada si no hay una pieza de trabajo presentes de manera significativa en el tamaño de la bobina de trabajo a la humedad del circuito. Esto no es un problema en aplicaciones tales como ollas arroceras, donde la pieza de trabajo es siempre el mismo recipiente de cocción, y sus propiedades son bien conocidas en el momento de diseñar el sistema.

El condensador tanque se clasifican normalmente de una alta tensión a causa de la subida del voltaje de resonancia con experiencia en la serie sintonizado circuito resonante. También debe llevar la corriente a plena realizadas por la bobina de trabajo, aunque esto no es un problema típico en aplicaciones de baja potencia.

circuito tanque resonante paralelo

La bobina de trabajo se hace para resonar en la frecuencia de funcionamiento previstas por medio de un condensador en paralelo con ella. Esto hace que la corriente a través de la bobina de trabajo que se sinusoidal. La resonancia en paralelo aumenta la corriente a través de la bobina de trabajo, muy superior a la capacidad de salida de corriente del inversor solo. El inversor ve una carga de corriente sinusoidal. Sin embargo, en este caso sólo tiene que llevar a la parte de la corriente de carga que en realidad hace el verdadero trabajo. El inversor no tiene que llevar a la plena circulación de corriente en la bobina de trabajo. Esto es muy significativo ya que los factores de potencia en aplicaciones de calentamiento por inducción son típicamente bajas. Esta propiedad del circuito resonante paralelo puede hacer una reducción de diez veces en la corriente que debe ser apoyado por el inversor y los cables de conexión a la bobina de trabajo. las pérdidas de conducción son típicamente proporcional a la corriente al cuadrado, por lo que una reducción de diez veces en la corriente de carga representa un ahorro significativo de las pérdidas de conducción en el inversor y el cableado asociado. Esto significa que la bobina de trabajo puede ser colocado en un lugar remoto del inversor sin incurrir en grandes pérdidas en los cables de alimentación.

Trabajo bobinas con esta técnica a menudo consisten en sólo unas cuantas vueltas de un conductor de cobre de espesor, pero con grandes corrientes de muchos cientos o miles de amperios que fluye. (Esto es necesario para obtener el necesario Ampere vueltas para hacer el calentamiento por inducción.) Enfriar el agua es común para todos pero el más pequeño de los sistemas. Esto es necesario para eliminar el exceso de calor generado por el paso de la frecuencia gran cantidad de corriente de alta a través de la bobina de trabajo y sus condensadores asociados tanque.

En el circuito tanque resonante paralelo puede ser la bobina de trabajo considerados como una carga inductiva con una corrección de la potencia “factor” condensador conectado a través de ella. El condensador PFC ofrece un flujo de corriente reactiva igual y opuesta a la gran inductiva corriente consumida por la bobina de trabajo. La clave para recordar es que esta enorme corriente se localiza en la bobina de trabajo y su condensador, y sólo representa la potencia reactiva chapoteo ir y venir entre los dos. Por lo tanto el único flujo de la corriente real del inversor es la cantidad relativamente pequeña para superar las pérdidas en el “PFC” condensador y la bobina de trabajo. Siempre hay alguna pérdida en este circuito tanque debido a la pérdida del dieléctrico en el condensador y el efecto piel causando pérdidas resistivas en el condensador y la bobina de trabajo. Por lo tanto una pequeña corriente se dibuje siempre desde el inversor aunque no disponga de la pieza de trabajo. Cuando una pieza de trabajo con pérdida se inserta en la bobina de trabajo, esto amortigua el circuito resonante paralelo mediante la introducción de una nueva pérdida en el sistema. Por lo tanto la corriente consumida por el paralelo aumento de tanque resonante del circuito cuando una pieza se introduce en la bobina.

O simplemente “contrapartida”. Esto se refiere a la electrónica que se encuentra entre la fuente de energía de alta frecuencia y la bobina de trabajo que estamos utilizando para la calefacción. Con el fin de calentar una pieza sólida de metal a través de calentamiento por inducción es necesario para causar una corriente enorme de flujo en la superficie del metal. Sin embargo esto puede ser contrastada con el inversor que genera la energía de alta frecuencia. El inversor en general funciona mejor (y el diseño es algo más fácil) si se opera con una tensión bastante alta, pero una baja corriente. (Por lo general se encuentran problemas en la electrónica de potencia cuando tratamos de conmutar corrientes grandes dentro y fuera en tiempos muy cortos.) Aumento de la tensión y disminuir la IGBTs permite que la corriente común MOSFETs selector de modo (o rápido) que se utilizará. Las corrientes relativamente bajo que el inversor menos sensibles a los problemas de diseño y la inductancia parásita. Es el trabajo de la red de adaptación y la bobina de trabajo en sí mismo para transformar la high-voltage/low-current desde el inversor a la low-voltage/high-current necesaria para calentar la pieza de trabajo de manera eficiente.

Podemos pensar en el circuito tanque de la incorporación de la bobina de trabajo (PV) y su condensador (PCF) como un circuito resonante paralelo.Este tiene una resistencia (R) debido a la pieza de trabajo con pérdida junto a la bobina de trabajo debido al acoplamiento magnético entre los dos conductores.Ver lo contrario esquemático.

En la práctica la resistencia de la bobina de trabajo, la resistencia del condensador del tanque, y la resistencia de la pieza refleja todos introducen una pérdida en el circuito tanque y la humedad de la resonancia. Por lo tanto, es útil para combinar todas estas pérdidas en una sola pérdida de resistencia “.” En el caso de un circuito resonante paralelo pérdida de esta resistencia aparece directamente a través del circuito tanque en nuestro modelo. Esta resistencia representa el único componente que puede consumir el poder real, y por lo tanto podemos pensar de esta resistencia de pérdida como la carga que estamos tratando de impulsión de energía en forma eficiente.

Cuando impulsado en la resonancia de la corriente consumida por el condensador y la bobina del tanque de trabajo son iguales en magnitud y opuestas en fase y por lo tanto se anulan entre sí en cuanto a la fuente de poder se refiere. Esto significa que la carga sólo visto por la fuente de alimentación en la frecuencia de resonancia es la resistencia de la pérdida a través del circuito tanque. (Tenga en cuenta que, cuando impulsado por ambos lados de la frecuencia de resonancia, hay un adicional “fuera de fase” de componentes para la corriente la cancelación incompleta de la bobina de trabajo actual y el condensador del tanque actual. Esto aumenta la corriente reactiva la magnitud total de la corriente cuando se extrae de la fuente, pero no contribuye a un calentamiento útil en la pieza de trabajo.)

El trabajo de la red de adaptación es simplemente transformar esa resistencia pérdida relativamente grande en todo el circuito tanque a un valor menor que mejor se adapte el inversor intentar conducirlo. Hay muchas maneras diferentes para lograr esta transformación de impedancia incluyendo tapping la bobina de trabajo, utilizando un transformador de ferrita, un divisor capacitivo en lugar del condensador de tanque, o un circuito de juego, como una red L-partido.

En el caso de un red de L-partido es capaz de transformar la resistencia de carga relativamente alto del circuito tanque a algo alrededor de 10 ohmios que se adapte mejor al inversor. Esta cifra es típico para permitir que el inversor a correr a partir de varios cientos de voltios manteniendo las corrientes a un nivel medio para que los MOSFET estándar con modo de conmutación se puede utilizar para realizar la operación de conmutación.La red L-partido estará compuesto por componentes Lm y Cm se muestra contrario.

La red L-partido tiene varias propiedades muy conveniente en esta aplicación. El inductor en la entrada a la red L-partido presenta una reactancia inductiva aumento progresivamente a todas las frecuencias más altas que la frecuencia de resonancia del circuito tanque. Esto es muy importante cuando la bobina obra ha de ser alimentado por un inversor de voltaje de fuente que genera una tensión de salida rectangular. Aquí está una explicación de por qué esto es así …

La tensión de onda cuadrada generada por la mayoría de medio puente y los circuitos de puente completo es rica en armónicos de alta frecuencia, así como la quería frecuencia fundamental. Conexión directa de una fuente de voltaje a un circuito resonante paralelo causaría corrientes excesivas a fluir en todos los armónicos de la frecuencia de conducir! Esto es porque el condensador del tanque en el circuito resonante paralelo presentaría una reactancia capacitiva cada vez más bajos para aumentar las frecuencias. Esto es potencialmente muy perjudicial para un inversor de tensión de fuente. Da lugar a grandes picos de corriente en las transiciones de conmutación del inversor trata de rapidez de carga y descarga del condensador del tanque al levantarse y caer los bordes de la onda cuadrada. La inclusión de la red L-partido entre el inversor y el circuito tanque de la negación de ese problema. Ahora la salida del inversor considera que la reactancia inductiva de Lm en la red primer apareamiento, y todos los armónicos de la unidad de forma de onda ver a un paulatino aumento de la impedancia inductiva. Esto significa que el máximo flujo de corriente a la frecuencia armónica destinada sólo y poco corriente, por lo que la carga del inversor actual en una forma de onda suave.

Por último, con la sintonización correcta de la red L-partido es capaz de proporcionar una ligera carga inductiva al inversor. Esta carga ligeramente inversor de corriente retrasada puede facilitar Cero-Voltaje-Switching (ZVS) del MOSFET del puente inversor. Esto reduce significativamente su vez-en la conmutación de las pérdidas debido a la capacitancia en el dispositivo de salida MOSFET de operar a altos voltajes. El resultado general es menos de calefacción en los semiconductores y la vida útil mayor.

En resumen, la inclusión de una red L-partido entre el inversor y el circuito tanque resonante paralelo se consiguen dos cosas.

1. Adaptación de impedancia de forma que la cantidad necesaria de energía puede ser suministrada por el inversor a la pieza de trabajo,
2. Presentación de un aumento de la reactancia inductiva a los armónicos de alta frecuencia para mantener el inversor seguro y feliz.

Mirando el esquema anterior expuesto, podemos ver que el capacitor en la red de adaptación (Cm) y el condensador del tanque (PCF) son a la vez en paralelo. En la práctica ambas funciones se realiza normalmente por una única finalidad construido condensador de energía. La mayor parte de su capacidad se puede pensar que está en resonancia paralelo con la bobina de trabajo, con una pequeña cantidad proporcionar el acoplamiento de impedancia de acción con el inductor se pongan en venta (Lm.) Peinar estos dos capacitancias en una nos lleva a llegar a la modelo para LCLR el arreglo de bobina de trabajo, que se utiliza comúnmente en la industria para calentamiento por inducción.

Este acuerdo incorpora la bobina de trabajo en un circuito resonante paralelo y utiliza la red de L-partido entre el circuito tanque y el inversor. La red de adaptación se utiliza para hacer el circuito tanque de aparecer como una carga más adecuada para el inversor, y su derivación se discute en la sección anterior.

La bobina de trabajo LCLR tiene una serie de propiedades deseables:

1. Un enorme flujo corriente en la bobina de trabajo, pero el inversor sólo tiene que suministrar una corriente de baja. La gran corriente que circula se limita a la bobina de trabajo y su condensador paralelo, que suelen estar ubicados muy cerca uno del otro.
2. Sólo comparativamente las corrientes de poca intensidad a lo largo de la línea de transmisión desde el inversor al circuito tanque, por lo que este puede usar cable de encendedor de destino.
3. Cualquier inductancia de dispersión de la línea de transmisión se convierte simplemente en parte de la inductancia red de adaptación (Lm.) Por lo tanto la estación de calor puede ser ubicado lejos del inversor.
4. El inversor ve una carga de corriente senoidal para que pueda beneficiarse de ZCS ZVS o para reducir sus pérdidas de conmutación y por lo tanto se calientan.
5. La serie inductor de adaptación puede ser modificado para atender a diferentes cargas coloca dentro de la bobina de trabajo.
6. El circuito tanque puede ser alimentado a través de varias bobinas de contrapartida de muchos inversores para alcanzar los niveles de potencia superiores a las que se obtienen con un solo inversor. Los inductores se pongan en venta ofrecen compartir inherente de la corriente de carga entre los inversores y también hacen que el sistema tolerante a algunas desajuste en los instantes de conmutación de los inversores en paralelo.

Para obtener más información sobre el comportamiento de la red LCLR resonantes ver la nueva sección a continuación denominado “respuesta de frecuencia de la red LCLR”.

Otra de las ventajas del acuerdo bobina LCLR trabajo es que no requiere un transformador de alta frecuencia para proporcionar la función de acoplamiento de impedancia. transformadores de ferrita capaz de manejar varios kilovatios son grandes, pesadas y bastante caro. Además de esto, el transformador debe ser enfriado para eliminar el exceso de calor generado por las altas corrientes que fluyen en sus conductores. La incorporación de la red L-match en el arreglo de bobina LCLR trabajo elimina la necesidad de un transformador para que coincida con el inversor a la bobina de trabajo, el ahorro de costes y simplificar el diseño. Sin embargo, el diseñador debe apreciar que un transformador de aislamiento de 1:01 siga siendo necesaria entre el inversor y la entrada a la disposición de bobina LCLR trabajo si es necesario el aislamiento eléctrico de la red eléctrica. Esto depende de si el aislamiento es importante, y si la fuente de alimentación principal en el calentador de inducción ya proporciona aislamiento eléctrica suficiente para cumplir con estos requisitos de seguridad.

El sistema muestra el esquema belows simple inversor de conducir su labor LCLR acuerdo de la bobina.

El inversor en este prototipo de demostración fue un medio simple puente que consta de dos MOSFETs MTW14N50 hecho mi on-semiconductor (antes Motorola). Se alimenta de un alisado de alimentación de CC con condensador a través de la disociación de los carriles de apoyo a las demandas actuales de la CA del inversor . Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la calidad y la regulación de la fuente de alimentación para aplicaciones de calentamiento por inducción no es crítica. Rectificada de onda completa (pero sin suavizado) de red puede trabajar tan bien alisada y regulado como CC cuando se trata de calefacción de metal, pero las corrientes de pico son más altos para el poder calórico medio mismo. Hay muchos argumentos para mantener el tamaño de los condensadores del bus de CC hasta un mínimo. En particular, se mejora el factor de potencia de corriente consumida de la red eléctrica a través de un rectificador, y también minimiza la energía almacenada en caso de condiciones de falla en el inversor.

El DC-bloqueo de condensador se utiliza tan sólo para detener la salida de CC del inversor de medio puente de causar el flujo de corriente a través de la bobina de trabajo. Es de tamaño suficientemente grande que no participa en la adaptación de impedancia, y no influir negativamente en el funcionamiento de la bobina de acuerdo LCLR trabajo.

En los diseños de alta potencia es común el uso de un puente completo (puente H), de 4 o más dispositivos de conmutación. En estos diseños la inductancia se pongan en venta es generalmente dividido en partes iguales entre las dos piernas puente para que las formas de onda de tensión de unidad están equilibrados con respecto a tierra. El DC-bloqueo de condensadores también pueden ser eliminados si el control en modo corriente se utiliza para garantizar que ninguna red de DC flujos entre las piernas del puente. (Si las dos piernas del puente H se puede controlar de forma independiente a continuación, existe la posibilidad de controlar el poder de procesamiento que utilicen el control de desplazamiento de fase. Véase el punto 6 de la sección sobre “métodos de control de energía” para más detalles.)

En poderes aún mayores, es posible utilizar varios inversores separar de forma efectiva conectados en paralelo para satisfacer las demandas de alta corriente de carga. Sin embargo, los inversores independientes no están directamente vinculados en paralelo en las terminales de salida de su H-puentes. Cada uno de los inversores distribuidos está conectada a la bobina de trabajo a distancia a través de su propio par de inductores juego que garantizan que la carga total se distribuye uniformemente entre todos los inversores.

Estos inductores coincidentes también proporcionan una serie de beneficios adicionales cuando los inversores tienen su paralelo en esta manera. En primer lugar, la impedancia entre dos salidas del inversor es igual a dos veces el valor de la inductancia se pongan en venta. Esta impedancia inductiva limita el “disparar entre” corriente que fluye entre los inversores en paralelo si sus instantes de conmutación no están perfectamente sincronizados. En segundo lugar, esta reactancia inductiva misma entre los inversores limita la velocidad a la que se eleva la corriente de falla si una de las exposiciones inversores fallo de los dispositivos, eliminando potencialmente fracaso de otros dispositivos. Por último, ya que todos los inversores se distribuyen los que ya están conectadas a través de inductores, cualquier inductancia adicional entre los inversores simplemente añada esta impedancia y sólo tiene el efecto de compartir actual poco degradante. Por lo tanto los inversores distribuidos para calentamiento por inducción no debe necesariamente estar situado físicamente cerca uno del otro. Si los transformadores de aislamiento se incluyen en los diseños de entonces ni siquiera es necesario correr a partir del mismo suministro!

El trabajo LCLR acuerdo bobina se comportó muy bien bajo una variedad de condiciones de fallo posible.

1. circuito abierto de trabajo de la bobina.
2. bobina de trabajo de corto circuito, (o tanque condensador.)
3. a su vez en cortocircuito en la bobina de trabajo.
4. circuito abierto tanque condensador.

Todas estas fallas dan como resultado un aumento de la impedancia que se presenta al inversor y por lo tanto una caída correspondiente en la corriente del inversor. El autor ha utilizado personalmente con un destornillador corto circuito entre espiras de una bobina de trabajo llevar a varios cientos de amperios. A pesar de chispas en el lugar de la aplicación de corto circuito, la carga en el inversor se reduce y el sistema sobrevive este tratamiento con facilidad.

Lo peor que puede pasar es que el circuito tanque se convierte en desafinadas tal que su frecuencia de resonancia natural es justo por encima de la frecuencia de funcionamiento del inversor. Como la frecuencia de la unidad sigue cerca de la resonancia todavía hay flujo de corriente significativa de la del inversor. Pero el factor de potencia se reduce debido a la desafinación, y el inversor corriente de carga, comienza a conducir el voltaje. Esta situación no es deseable debido a que la corriente de carga vista por la dirección del inversor cambios antes del cambio de voltaje aplicado. El resultado de esto es que es actual fuerza conmutación entre los diodos de rueda libre y el MOSFET oposición cada vez que el MOSFET está encendido. Esto provoca una recuperación por vía inversa de los diodos de rueda libre, mientras que ya están llevando adelante significativo en curso. Esto da como resultado un gran aumento en curso tanto a través del diodo y el MOSFET opuestas que se enciende.

Si bien no es un problema de especial rectificadores rápidos de la recuperación, la recuperación forzada puede causar problemas si los diodos MOSFETs intrínseca del cuerpo se utilizan para proporcionar la función de diodo de rueda libre. Estos grandes picos de corriente aún representan una pérdida de energía como amenaza a la fiabilidad. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que un control adecuado de la frecuencia de funcionamiento del inversor debería velar por que hace un seguimiento de la frecuencia de resonancia del circuito tanque. Por lo tanto la condición del factor de potencia, lo ideal sería líder en surgir, y ciertamente no debería persistir durante algún tiempo. La frecuencia de resonancia deben ser rastreados hasta su límite, entonces el sistema de apagado si se ha deambulado fuera de un rango de frecuencia aceptable.

A menudo es deseable para controlar la cantidad de energía procesada por un calentador de inducción. Esto determina la velocidad a la que se transfiere la energía térmica a la pieza de trabajo. El ajuste de potencia de este tipo de calentador de inducción se puede controlar de varias maneras diferentes:

1. Variando el voltaje de circuito intermedio.

El poder procesados por el inversor se puede disminuir mediante la reducción de la tensión de alimentación al inversor. Esto puede ser hecho con el inversor de una tensión variable de alimentación de CC como un rectificador controlado mediante tiristores para variar la tensión de alimentación DC derivadas de la red eléctrica. La impedancia presenta al inversor es muy constantes con niveles de potencia variable, por lo que el rendimiento de potencia del inversor es aproximadamente proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación. Variando el voltaje de circuito intermedio permite un control total de la potencia de 0% a 100%.

Cabe señalar, sin embargo, que el rendimiento de potencia en kilovatios exacta depende no sólo de la tensión de alimentación de CC al inversor, sino también de la impedancia de carga que la bobina de trabajo se presenta al inversor a través de la red de adaptación. Por lo tanto si el control de potencia se requiere precisión en la inducción real potencia de calefacción se debe medir, en comparación con la potencia requerida “” del operador y una señal de error realimentada de ajustar continuamente la tensión de circuito intermedio de una forma de circuito cerrado para minimizar el error . Esto es necesario para mantener el poder constante, porque la resistencia de la pieza cambia considerablemente a medida que se calienta. (Este argumento a favor de control de potencia de circuito cerrado también se aplica a todos los métodos que siguen a continuación.)

2. Variando la relación de deber de los dispositivos en el inversor.

El poder procesados por el inversor se puede disminuir mediante la reducción de niveles de puntualidad de los interruptores del inversor. El poder es sólo de origen a la bobina de trabajo en el tiempo que los dispositivos están encendidos. La corriente de carga se vuelve a dejar en rueda libre a través de los diodos del cuerpo durante el tiempo muerto dispositivos cuando ambos dispositivos estén apagados. Variando la relación de deber de los interruptores permite un control total de la potencia de 0% a 100%. Sin embargo, una desventaja de este método es la conmutación de las corrientes fuertes entre los dispositivos activos y sus diodos de rueda libre. Forzoso revertir la recuperación de los diodos de rueda libre que puede ocurrir cuando la relación de derecho se reduce considerablemente. Por esta razón el control de relación de derecho no se utiliza generalmente en la inducción de alta potencia de calefacción inversores.

3. Variando la frecuencia de funcionamiento del inversor.

La potencia suministrada por el inversor a la bobina de trabajo se puede reducir desafinación el inversor de la frecuencia natural de resonancia del circuito tanque de la incorporación de la bobina de trabajo. A medida que la frecuencia de funcionamiento del inversor se aleja de la frquency de resonancia del circuito tanque, no hay aumento de menos resonancia en el circuito tanque, y la corriente en la bobina de trabajo disminuye. Por lo tanto menos circulación de corriente es inducida en la pieza de trabajo y el efecto de calentamiento se reduce.

A fin de reducir el rendimiento de potencia del inversor es normalmente desafinadas en la parte alta de los circuitos tanque frecuencia de resonancia natural. Esto hace que la reactancia inductiva en la entrada del circuito de juego para convertirse cada vez más dominante a medida que aumenta la frecuencia. Por lo tanto la corriente del inversor por la red de adaptación empieza a quedarse en fase y disminuyen en amplitud. Ambos factores contribuyen a una reducción en el rendimiento de un poder real. Además de este factor de potencia el revestimiento asegura que los dispositivos en el inversor sigue a su vez con cero de tensión en ellos, y no hay problemas de diodo de rueda libre de recuperación. (Esto puede compararse con la situación que se produciría si el inversor se desafinadas en la parte baja de la frecuencia de resonancia de la bobina obra. ZVS se pierde, y los diodos de rueda libre vea obligado invertir tiempo de recuperación que llevan la corriente de carga significativas.)

Este método de control de nivel de potencia por la desafinación es muy simple ya que la mayoría de los calentadores de inducción ya tiene el control sobre la frecuencia de funcionamiento del inversor con el fin de atender a diferentes piezas y bobinas de trabajo. La desventaja es que sólo proporciona una gama limitada de control, ya que hay un límite a la rapidez con semiconductores de potencia se puede hacer para cambiar. Esto es particularmente cierto en aplicaciones de alta potencia en los dispositivos que ya se esté ejecutando cerca de la velocidad máxima de conmutación. Los sistemas de alta potencia con este método de control de potencia requieren un análisis detallado térmica de los resultados de pérdidas por conmutación en diferentes niveles de potencia para asegurar temperaturas dispositivo siempre se mantienen dentro de límites tolerables.

Para obtener más información detallada acerca del control de poder por parte de desafinación ver la nueva sección a continuación denominado “respuesta de frecuencia de la red LCLR”.

4. Variando el valor de la bobina en la red de adaptación.

La potencia suministrada por el inversor a la bobina de trabajo puede modificarse alterando el valor de los componentes de red que coincidan. La red L-partido entre el inversor y el circuito tanque técnica consiste en una inductiva y una parte capacitiva. Pero la parte capacitiva está en paralelo con el condensador de la bobina de trabajo propio tanque, y en la práctica por lo general son una y la misma parte. Por lo tanto la única parte de la red de adaptación que está disponible para ajustar es el inductor.

La red de adaptación se encarga de transformar la impedancia de carga de la workcoil a una impedancia de carga adecuada para ser manejado por el inversor. La alteración de la inductancia de la bobina se pongan en venta se ajusta el valor al que la impedancia de carga se traduce. En general, la disminución de la inductancia de la bobina se pongan en venta hace que la impedancia de la bobina de trabajo que vaya a transformarse hasta una impedancia más baja. Esta impedancia de carga menor que se presenta al inversor causa más poder de ser de origen del inversor. Por el contrario, el aumento de la inductancia de la bobina se pongan en venta las causas una impedancia de carga superior que se presentará al inversor. Este encendedor cargar los resultados en un menor flujo de potencia desde el inversor a la bobina de trabajo.

El grado de control de potencia achieveable alterando el inductor se pongan en venta es moderada. Hay un también un cambio en la frecuencia de resonancia de todo el sistema – Este es el precio a pagar por la combinación de la capacitancia L-match y capacidad del tanque en una sola unidad. La red L-coinciden básicamente toma prestados algunos de la capacitancia del capacitor tanque para realizar la operación correspondiente, lo que deja el circuito tanque para resonar a una frecuencia más alta. Por esta razón, el inductor se pongan en venta suele ser fija o ajustable en pasos secundarios para adaptarse a la pieza de trabajo destinados a calentar, en lugar de proporcionar al usuario un ajuste de potencia totalmente ajustable.

5. Adaptación de impedancia del transformador.

La potencia suministrada por el inversor a la bobina de trabajo puede ser variado en los pasos secundarios mediante el uso de un transformador de potencia de RF aprovechado para realizar la conversión de impedancia. Aunque la mayor parte de los beneficios del acuerdo LCLR es en la eliminación de un transformador de potencia voluminosos y caros de ferrita, que puede albergar grandes cambios en los parámetros del sistema de una manera que no es dependiente de la frecuencia. El transformador de potencia de ferrita también puede proporcionar un aislamiento eléctrico así como el deber de realizar la transformación de impedancia para establecer el rendimiento de energía.

Además, si el transformador de potencia de ferrita se coloca entre la salida del inversor y la entrada al circuito L-partido de sus limitaciones de diseño, se flexibilicen las muchas maneras. En primer lugar, localizar el transformador en esta posición significa que las impedancias en ambos devanados son relativamente altos. es decir, las tensiones son altas y las corrientes son comparativamente pequeños. Es más fácil diseñar un transformador de ferrita de energía convencional para estas enfermedades. La masiva circulación de corriente en la bobina de trabajo se mantiene fuera del transformador de ferrita reduciendo en gran medida problemas de enfriamiento. En segundo lugar, aunque el transformador ve la tensión de salida de onda cuadrada del inversor, es devanados transportar corrientes que son sinusoidales. La falta de armónicos de alta frecuencia reduce la calefacción en el transformador debido al efecto de la piel y el efecto de proximidad en los conductores.

Por último, el diseño del transformador debe ser optimizado para la capacitancia mínimo interprofesional sinuoso y buen aislamiento a expensas de la inductancia de fuga mayor. La razón de esto es que cualquier inductancia de fuga expuestos por un transformador ubicado en esta posición sólo se añade a la inductancia correspondiente en la entrada del circuito L-partido. Por lo tanto inductancia de fuga en el transformador no es tan perjudicial para el rendimiento como la capacitancia entre bobinado.

6. Por desplazamiento de fase de control de H-puente.

Cuando la bobina de trabajo está impulsado por una tensión alimentada puente completo (puente H) del inversor hay otro método para lograr el control del poder. Si los instantes de conmutación de ambas piernas del puente se puede controlar de forma independiente a continuación, se abre la posibilidad de poder de control de rendimiento mediante el ajuste del cambio de fase entre las dos patas del puente.

Cuando ambas piernas puente interruptor exactamente en fase, los dos de salida el mismo voltaje. Esto significa que no hay tensión en la bobina de trabajo y acuerdo de no fluye corriente por la bobina de trabajo. Por el contrario, cuando ambas piernas puente interruptor en flujos máximos de lucha contra la fase actual a través de la bobina de trabajo y la calefacción se consigue la máxima. Los niveles de potencia entre el 0% y 100% se puede lograr mediante la variación de la rotación de fase de la unidad a la mitad del puente entre 0 grados y 180 grados en comparación con la unidad de la pierna otro puente.

Esta técnica es muy eficaz de control de potencia se puede conseguir en la parte de control de potencia más baja. El factor de potencia visto por el inversor es siempre bueno porque el inversor no está desafinada respecto a la frecuencia de resonancia de la bobina de trabajo, por lo tanto el flujo de corriente reactiva a través de diodos de rueda libre se reduce al mínimo.

Los requisitos para los condensadores utilizados en la calefacción de inducción de alta energía son quizás los más exigentes de cualquier tipo de condensador. La batería de condensadores en el circuito tanque de un calentador de inducción debe llevar toda la corriente que fluye en la bobina de trabajo durante largos períodos de tiempo. Esta corriente es típicamente varios cientos de amperios a muchas decenas o cientos de kilohertz. También están expuestos a episodios repetidos de inversión 100% de tensión en esta misma frecuencia y la tensión de ver completo elaborado a través de la bobina de trabajo. La alta frecuencia de trabajo causa pérdidas significativas debido al calentamiento dieléctrico y por el efecto de la piel en los conductores. Por último inductancia parásita debe mantenerse a un mínimo absoluto para que el capacitor aparece como un elemento de circuito con constantes localizadas en comparación con la inductancia razonablemente baja de la bobina de trabajo que está conectado.

La elección correcta de los dieléctricos y extendido las técnicas de construcción de aluminio se utilizan para minimizar la cantidad de calor generado y mantendrá efectivo de la serie de inducción a un mínimo. Sin embargo, incluso con estas técnicas de calentamiento por inducción condensadores siguen mostrando la disipación de energía importante debido a los enormes corrientes de RF que deben llevar. Por lo tanto un factor importante en su diseño está permitiendo la liberación efectiva de calor desde el interior del condensador para extender la vida del dieléctrico.

Los siguientes fabricantes producen efectos componentes de construcción:

High Energy Corp. (distribuidor del Reino Unido está Tecnologías de AMS.)

Vishay Components.

Celem Condensadores de potencia. con sede en Israel.

Rango de la inducción de alta potencia de calefacción de condensadores de alta Energy Corp.

el poder de conducción de alto refrigerados condensador de mica de Celem Condensadores de potencia. Celem 
(por cortesía de las fotos de Steve Conner )

Tenga en cuenta la gran superficie de las placas de conexión de los componentes Celem enfría la conducción y la potencia reactiva (KVAR) impreso en la etiqueta de clasificación. Superior unidades de la foto de arriba de aluminio en los casos tienen las conexiones para las mangueras de agua de refrigeración para eliminar el calor generado internamente.

La red LCLR es una orden tercera sistema resonante formado por dos inductores, condensadores y una resistencia de una. El diagrama de Bode a continuación muestra la forma en que algunas de las tensiones y corrientes en el cambio de red como la frecuencia de unidad se ve alterada. Las huellas verdes representan la corriente que pasa a través del inductor a juego, y por lo tanto la corriente de carga vista por el inversor. Los trazos rojos representan la tensión en el condensador del depósito, que es lo mismo que el voltaje en la bobina de calentamiento por inducción de trabajo. El gráfico superior muestra las magnitudes de corriente alterna de estas dos cantidades, mientras que el gráfico inferior muestra la fase relativa de las señales en relación con la tensión de salida de CA del inversor.

De la parte amplitud del diagrama de Bode se puede ver que la tensión máxima se desarrolla a través de la bobina de trabajo (arriba rastro rojo) en una única frecuencia. A esta frecuencia actual a través de la bobina de trabajo también es máxima y el mayor efecto de calentamiento se desarrolla en esta frecuencia. Se puede ver que esta frecuencia se corresponde con la carga de corriente máximo del inversor (trazo superior de color verde.) Vale la pena señalar que la magnitud de la carga del inversor actual tiene un valor nulo a una frecuencia ligeramente inferior a la que le da máxima de calentamiento . Esta gráfica muestra la importancia de la afinación exacta en una aplicación de calentamiento por inducción. Para un sistema de alto Q estas dos frecuencias son muy próximos entre sí. La diferencia entre la máxima potencia y mínimo consumo de energía sólo puede ser un kilohertz pocos.

En el gráfico inferior podemos ver que para las frecuencias por debajo del punto de máxima potencia, el voltaje de la bobina de trabajo (verde) está en fase con la tensión de salida del inversor. A medida que la operación aumenta la frecuencia el ángulo de fase de los cambios de voltaje de trabajo de bobina abruptamente a través de 180 grados (inversión de fase) justo en el punto donde se potencia máxima procesada. El ángulo de fase del voltaje de la bobina funciona, entonces sigue siendo desplazado en 180 grados de la tensión de salida del inversor para todas las frecuencias por encima del punto de máxima potencia.

En el gráfico inferior podemos ver que la corriente de carga de los objetos de inversor no una, sino dos cambios de fase abrupta como la frecuencia de operación se aumenta progresivamente. Inversor de corriente de carga inicial retrasos de tensión del inversor de salida de 90 grados en las frecuencias bajas. Corriente de carga bruscamente slews a través de 180 grados a una línea de fase de 90 grados como la frecuencia de operación pasa a través de la frecuencia “nulo” de la red. Inversor de corriente sigue siendo líder en 90 grados hasta el punto de máxima potencia se alcanza, en el que slews nuevo bruscamente a través de 180 grados y vuelve a la fase de 90 grados quedando una vez más.

Cuando tenemos en cuenta que sólo por el inversor actual de que es en fase con la tensión de salida contribuye a transferir el poder real, podemos ver que estas transiciones bruscas de -90 grados y +90 grados claramente necesitan un examen más detallado …

El diagrama de Bode anterior muestra el área de interés alrededor de la frecuencia nula y el punto de máxima potencia con más detalle. También muestra una familia de curvas que representa el comportamiento del circuito tanque de calentamiento por inducción con una variedad de diferentes piezas de autos. Esto nos permite tener una idea de cómo la red se comporta con una pieza de trabajo con pérdida grande para no tener presente la pieza de trabajo en todos, y todas las cargas en el medio.

Sin la pieza de trabajo instalado, las pérdidas son bajas y el factor Q es alta. Esto da lugar a la máxima corrientes y voltajes de forma pronunciada en el gráfico superior, y el cambio bruscamente cambios de fase en el gráfico inferior. Como una pieza de trabajo con pérdida general se introduce el factor Q de la red LCLR caídas. Esto hace que aumenten menos resonantes en la carga inversor de corriente y la tensión en la bobina de trabajo. Los picos de resonancia son menos altos y más amplios como el factor Q caídas. Del mismo modo la fase de la onda de corriente del inversor y la bobina de tensión de trabajo mató a menor rapidez para bajar los factores de Q.

A partir de estas gráficas se puede deducir algunas implicaciones para cualquier sistema de control que debe realizar un seguimiento de la frecuencia de resonancia de la disposición LCLR y el rendimiento de control de potencia. En primer lugar no hay lugar más resonantes en la red LCLR cuando no se presente una pieza de trabajo. Por lo tanto la corriente suministrada por el inversor debe reducirse para evitar que la bobina de trabajo y el tanque de condensadores corrientes cielo vertiginosamente en ausencia de cualquier pérdida significativa en el sistema. En segundo lugar, la carga inversor de corriente sin carga debe ser seguido con mucha precisión si el inversor no debe ver bien una de las principales o aislamiento corriente de carga porque slews tan rápidamente a través de cero grados.

Por el contrario, podemos decir que con una pieza de trabajo con pérdida de gran actualidad, no habrá lugar menos resonantes inherentes a la disposición LCLR y el inversor tendrá que suministrar más corriente de carga a fin de alcanzar el nivel requerido de la corriente en la bobina de trabajo. Sin embargo, el electrónica de control, ahora no es necesario realizar un seguimiento la frecuencia de resonancia tan de cerca ya que la disminución de Q proporciona una corriente de carga que los cambios de fase en una forma más pausada.

Por último, varios puntos son dignos de consideración de la parcela por encima de la hora de considerar un stratergy control automático para rastrear la frecuencia de resonancia de un calentador de inducción LCLR. Para la pieza de trabajo con pérdidas materiales muy, (o grandes volúmenes de metal que introducen una pérdida global significativo) podemos ver que el inversor corriente de carga de la fase (parcela verde abajo) a veces no siempre transversal a través de cero grados a la fase principal. Esto significa que la carga del inversor actual con grandes cargas de trabajo no puede estar en fase y siempre está en retraso por cierta cantidad. Además, el inversor de corriente de carga no es monótona frecuencia a medida que se barre. Por lo tanto información directa de un transformador de corriente (TC) sobre la salida del inversor no es una opción viable. Si bien puede parecer que no funcionan bien con la pieza de trabajo instalados o sólo calefacción cargas moderadas, no hace un seguimiento de la frecuencia de resonancia correcta y dejará de funcionar de manera satisfactoria a medida que aumenta la carga de trabajo y la red Q cae! (comentarios directos de salida del inversor actual mediante una tomografía para formar un oscilador-se agote de energía libre en los resultados de un diseño que oscila a baja carga, pero se cae de la auto-oscilación cuando la carga de trabajo aumenta.)

Por el contrario, podemos ver que la bobina de tensión de trabajo (y tensión en el condensador del tanque) fase (parcela rojo inferior) es monótona con creciente frecuencia. Además, siempre pasa por el grado de fase lag punto -90 exactamente en la frecuencia que da la potencia máxima independientemente de la forma en gran medida de la bobina se carga de trabajo. Estas dos cualidades que la forma de onda de tensión en el condensador del tanque una variable de control excelente. En conclusión, el variador de frecuencia debe controlarse a fin de lograr un desfase de 90 grados consistente entre la tensión del condensador del tanque y la tensión de salida del inversor con el fin de lograr la máxima potencia de procesamiento. Nos Ahora puede etiquetar algunas áreas de interés en el diagrama de Bode siguiente diagrama.

La línea vertical blanca indica la frecuencia con que la tensión del condensador del tanque (y también el voltaje de la bobina de trabajo) no alcanzaron la tensión de salida del inversor de 90 grados. Este es también el punto donde se desarrolla tensión máxima en la bobina de trabajo y el máximo flujo de corriente a través de él. La línea blanca es la que desea ser desarrollar el máximo efecto posible en la calefacción de la pieza de trabajo. Si nos fijamos en la carga del inversor actual fase (parcela verde abajo) podemos ver que esto es siempre entre 0 º y -90 cuando cruza la línea blanca no importa cuán repentinamente o lentamente slews. Esto significa que el inversor siempre ve una corriente de carga que es ya sea en fase o en el peor, un poco más retrasadas de factor de potencia. Esta situación es ideal para soportar ZVS de conmutación por software en el inversor y la prevención de rueda libre diodo problemas inversa de recuperación.

Mirando a la derecha de la línea blanca tenemos el área sombreada en azul llamado “región de carga inductiva”. A medida que la frecuencia de funcionamiento se incrementa por encima del punto de máxima potencia, el voltaje en la bobina disminuye el trabajo y menos efecto de calentamiento se genera en la pieza de trabajo. La corriente de carga inversor también se cae y comienza a quedarse en la fase relativa a la tensión de salida del inversor. Estas propiedades hacen que la región azul sombreado el lugar ideal para operar a fin de lograr el control de potencia de calefacción de inducción. Por desafinación la frecuencia mando del inversor en el lado alto del punto de máxima potencia, el rendimiento de potencia puede ser reducida y el inversor siempre ve un factor de potencia retrasado.

Por el contrario, a la izquierda de la línea blanca que tenemos una banda de frecuencias de la etiqueta “Carga capacitiva región.” A medida que la frecuencia de funcionamiento se reduce por debajo del punto de máxima potencia, el voltaje de la bobina de trabajo también cae y menos efecto de calentamiento se lleva a cabo. Sin embargo, esto se acompaña de la carga del inversor actual, posiblemente, a un ángulo de giro fase previa en que las pérdidas en la pieza de trabajo son bajos y el factor Q es alta. Esto no es deseable para muchos inversores de estado sólido como la carga principales causas actuales de pérdida de ZVS y conduce por la fuerza a la recuperación inversa de los diodos de rueda libre incurrir en pérdidas por conmutación planteadas y rebasamiento de tensión. Por lo tanto la región de carga capacitiva no se recomienda para lograr el control del poder de procesamiento.

La línea violeta vertical marca el final de la región de carga capacitiva, donde la carga del inversor transiciones actuales de nuevo a menos desarrolladas “inductiva” corriente de carga. Esta segunda región inductivo es de poco interés, ya que no alcanza el rendimiento de potencia significativa, y no se puede llegar sin pasar por la región de carga potencialmente perjudiciales capacitiva de todos modos. Cuando la red LCLR se controla desde un inversor de voltaje de onda cuadrada también existe un riesgo significativo del flujo de corriente en un armónico de la frecuencia de la unidad. Está marcada en el diagrama que aquí sólo por completitud.

Nota: La fase de la tensión del condensador tanque fue sugerido como una variable de control y discutido ampliamente en las parcelas anteriormente. Esto se debe a que esta tensión puede ser fácilmente detectado usando una frecuencia de tensión del transformador de alto y ofrece toda la información de control necesarias. Si bien exhibe una fase de cambio de 90 grados con respecto a la tensión de salida del inversor (que puede parecer a primera vista no deseados) sigue siendo una variable de control mejor que tratar de sentir el condensador del tanque actual. Aunque el condensador del tanque actual está en fase con la salida del inversor esta corriente puede ser varios cientos de amperios toma de núcleo de ferrita TC-cerrado poco práctico. Además, el 90 de cambio de fase del condensador grado de forma de onda de voltaje significa que el tanque es cero cruces son intencionalmente desplazada en el tiempo lejos del ruido de conmutación potencialmente instantes del inversor. Esta fase -90 grados cambio de la señal de retroalimentación de voltaje se puede permitir en el diseño de la electrónica de control y es un pequeño precio a pagar para la detección y el ruido disminuyó aumento en la inmunidad adquirida.

# Añadir comentarios aquí sobre el agua de refrigeración #

Esto muestra la forma de onda de salida del inversor corriente cuando se excita la bobina de cierre trabajo LCLR acuerdo a su frecuencia de resonancia. Este punto corresponde a la máxima potencia de procesamiento y, por consiguiente efecto de calentamiento máximo. Nótese cómo la carga del inversor actual es casi una sinusoide pura.

Esto muestra la forma de onda de salida del inversor corriente cuando se excita la bobina de trabajo LCLR acuerdo bastante por encima de su frecuencia de resonancia natural. Este punto de funcionamiento da redujo el rendimiento de energía y disminución de efecto de calentamiento. A frecuencias por encima de la frecuencia natural de resonancia de la bobina de acuerdo LCLR la labor de la reactancia inductiva de la red de adaptación y domina la corriente de carga del inversor retrasada respecto a la tensión aplicada. Notificación de la carga triangular actuales derivadas de la carga inductiva la integración de la salida del convertidor de voltaje de onda cuadrada con el tiempo.

Esto muestra el voltaje en la bobina de trabajo en funcionamiento normal cuando se acercaba a la resonancia. Observe que la forma de onda de tensión es una sinusoide pura en forma. Esto también es válido para la forma de onda y reduce al mínimo la radiación de armónicos y la interferencia de RF. En este caso, el voltaje a través de la bobina de trabajo es también mayor que la tensión del bus de CC suministrado al inversor. Ambas propiedades se atribuyen al factor de alto Q del circuito tanque de calentamiento por inducción.

Esto muestra la tensión de salida del inversor cuando se mistuned a una frecuencia que está por debajo de la frecuencia natural de resonancia de la bobina de trabajo. Observe el aumento muy rápido y tiempos de caída de la onda cuadrada acompañado por rebasamiento de tensión excesiva y de timbre. Todos estos son atribuidos por la fuerza a la recuperación inversa de los diodos cuerpo MOSFET mientras perdurable este modo de funcionamiento indeseable. (Sobrepico y señales se debe a la recuperación de picos de corriente inversa inductancia parásita de choque emocionante en la disposición del inversor en oscilación parasitarias.)

Esto muestra la tensión de salida del inversor cuando se sintoniza muy ligeramente por encima de la frecuencia natural de resonancia de la bobina de trabajo. Tenga en cuenta que los tiempos de subida y caída de la onda cuadrada son más controlada, y hay relativamente poco rebasamiento o de llamada. Esto se debe a la conmutación de tensión cero (ZVS) que tiene lugar cuando el inversor se ejecuta en este modo de funcionamiento favorable.

Esto muestra la tensión de salida del inversor cuando se sintoniza exactamente a la frecuencia de resonancia de la bobina de trabajo. A pesar de esta situación realmente alcanza la máxima potencia de procesamiento, que no acaba de lograr cero de tensión de conmutación de los MOSFETs. Notificación de las muescas poco en la salida y la caída de los bordes de la onda de voltaje. Esto ocurre porque el punto medio de la pierna puente no ha sido totalmente conmutado al carril de la alimentación frente durante el tiempo muerto antes de la próxima MOSFET se enciende. En la práctica, una pequeña cantidad de reactancia inductiva presentados al inversor ayuda a proporcionar la conmutación ZVS corriente requerida y lograr. Por esta razón, la situación descrita para la fotografía anterior es preferible a ser precisamente en sintonía.

Las placas protoboard son comúnmente conocidas como un método sencillo para poder experimentar con nuestros diseños.

Pero hubo un tiempo en el que este tipo de placas no existían como las conocemos ahora.

Queremos mostraros como se podían implementar dichas placas en épocas anteriores a su comercialización.

Este bastidor o placa de protoboard esta diseñando haciendo uso de unos conectores que eran utilizados en las centrales telefónicas ( seguramente nuestros amigos del Blog Colgado de las Telecomunicaciones nos podrán dar mas detalles)

Los conectores de la placa se interconectaban como en las modernas protoboardpor su parte inferior.

Para ello se utilizaba el método del grapinado que consiste en arrollar los cables de conexión sobre los terminales de contacto.

Esto se realizaba utilizando unas pistolas de arrollamiento automático, bastante caras ya que el arrollamiento se realizaba a una presión constante, el método de grapinado ( wire-wrap ) es muy seguro ya que llegan a formarse micro soldaduras entre el conductor de arrollamiento y la superficie en la que se enrolla.

Y es utilizado actualmente, entre otras en conexiones en el área aeroespacial por su seguridad.

En esta antigua protoboard se utilizaban una serie de acopladores auxiliares para poder conectar circuitos integrados, ya que no entraban directamente sobre la placa de conexión.

Los transistores también están sobre zócalos y se puede hacer uno idea de la antigüedad del diseño por el tipo de componente mostrados en las imágenes.

Por ultimo el decir que el diseño de esta placa fuer realizado por mi padre, para poder realizar sus experimentos y que la utilizaba con frecuencia.

Por ultimo os dejo con un vídeo que he visto en el Blog de Proyectos Electrónicos donde explican el uso de las protoboard( el vídeo es de la Universidad Nacional Autónoma de México, una lastima que el audio tenga tanto reverberación)

los materiales :

• 1- NE555
• 1- resistenca de 1 megaohm
• 1- resistencia de 4 kilohm
• 1- condensador de 100 uf (electrolítico) 16volt hacia arriba
• 1- condensador de 0.1 uf conocido como 104
• 1- rele 12volt

circuito a seguir:

el pulsador vendría siendo nuestro dedo

aquí la numeración de pines del 555 fíjense donde esta como un circulo o una muesca eso siempre indica el pin numero uno

aquí les dejo un vídeo del circuito funcionando

Video

Así se ve en placa:

Comencemos….