Üç fazlı gerilim kaynaklı tam köprü paralel rezonans invertörlüindüksiyon ısıtma sistemi

ÖZETÜÇ FAZLI TAM KÖPRÜ GERİLİM KAYNAKLI PARALEL REZONANS İNVERTÖRLÜ İNDÜKSİYON ISITMA SİSTEMİ TASARIMI Alışılagelmiş ısıtma sistemlerine göre; İndüksiyon ısıtma, işlem süresinin oldukça kısa olması, çevreye ısı dağılımının olmaması, yüksek verimliliği, çevre kirliliğine yol açmaması, yakıt kullanılmıyor olması, madde kayıplarının son derece düşük olması, aynı zamanda; patlama, yanma ve yaralanma gibi olaylara izin vermeyen güvenilir bir sistem olması gibi üstünlüklere sahiptir. Bu üstünlüklerinden dolayı günümüz endüstrisinde yüzey sertleştirme, kaynak yapma, tavlama, haddeleme, ısıtma ve ergitme gibi işlemlerde giderek yaygın bir kullanım kazanmaktadır. Günümüzde sanayi ve geleneksel uygulamalarda kullanımı giderek artan indüksiyon ocaklarının yatırım maliyeti yüksek olmasına rağmen birkaç yılda geri ödenmektedir. Sistem öncelikle devre topolojisine dayanır. Çıkış değerlerine göre güç elektroniği devre elemanları tasarlanmış ve bu elemanlarla gerekli simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Sisteme uygun parametreler belirlendikten sonra tasarıma geçilmiştir. Bu çalışmada metallerin ergitilmesinde 14,5 kHz’lik anahtarlama frekansı kullanılmıştır. Tam köprü paralel rezonans invertörlü bir indüksiyon ocağı tasarlanmıştır. Tasarlanan sistemin ergitme sıcaklığını yükseltebilmek için, üç fazlı şebeke gerilimi kullanılmıştır. Sistem, gerilim kaynaklı olarak tasarlanmıştır. Devre girişindeki köprü diyot çıkışına filtre kapasitörü bağlanmıştır. İnvertör devresinde kullanılmak üzere anahtarlama elemanı olarak gerilim ve frekans kontrolü yapan IGBT tercih edilmiştir. Rezonans invertör özelliği ile anahtarlama kayıpları azaltılarak verimli bir sistem oluşturulmuştur. Rezonans devresinde bobin ve kapasitörün paralel bağlantısı yapılarak tasarım tamamlanmıştır. Çalışmada tasarlanan elemanların en uygun parametreleri belirlenerek MATLAB simülasyonu yapılmıştır. Mart 2014 Gökhan YALÇIN ABSTRACTINDUCTION HEATING SYSTEM DESIGN WITH FULL BRİDGE VOLTAGE SOURCE PARALLEL RESONANT INVERTER Induction heating, according to conventional heating systems; the processing time to be rather short, the absence of the temperature distribution to the environment, high efficiency, does not cause environmental pollution, fuel is not being used, the item losses to be extremely low, also; it has to be reliable system advantages such as does not allow explosion, fire and injury events. Due to these advantages in today's industry, such as surface hardening, welding, annealing,rolling, heating and melting processes operations are gaining widespread usage. Despite the high investment cost of inductiun furnaces, nowadays the increasing usage on the industrial and domestic applications is paid back in a few years. The system is primarily based on circuit topology. Power electronics circuit elements are designed according to the output values and the necessary simulation studies are made with those elements. After determine the appropriate parameters to the system design was adopted. In this study, 14.5 kHz switching frequency is used in melting metals. An induction furnace with full-bridge parallel resonant inverter is designed. In order to raise the melting temperature of the designed system three-phase mains voltage is used. The system is designed as a voltage source. A filter capacitor is connected to the output of the diode bridge at the input of the circuit. As a switching element to be used in the inverter circuit to control voltage and frequency IGBT is preferred . Resonant inverters feature has established an efficient system by reducing the switching losses. Design has been completed by making parallel connection of coil and capacitor in resonance circuit. The MATLAB simulation study has been done by determining the most appropriate parameters of the designed elements in the study