Краткий обзор китайского генератора индукционного нагрева ВЧ-18А

            В последние несколько лет появилось достаточно большое количество фирм, занимающихся продажей оборудования для индукционного нагрева. Это фирмы, как производящие оборудование сами, так и дилеры зарубежных производителей. Совсем недавно (около года назад) на российском рынке появились китайские индукционные нагреватели. Предлагаются они по явно демпинговым ценам. Так, ВЧ-18А (заявленная мощность 18кВт), о котором пойдет речь,  стоит около 100т.руб, 10-15кВт индукционные нагреватели российского производства 250-300т.руб., а европейских производителей от 600т.руб.
Совсем недавно на одном из предприятий мне довелось познакомиться с самым дешевым генератором из предлагаемых китайскими представителями.

Внешний вид генератора.

Размер корпуса приблизительно, как компьютерный. Индуктор стандартный для этого генератора.
На задней стенке расположен вентилятор, предохранители, датчик давления воды, автомат на 63А, ввод питания и воды.
Автомат на 63А позволяет потреблять от сети мощность не более 63А*220В=13.86кВт.

В инструкции указан максимальный ток потребления 50А.

Теперь посмотрим внимательно на шильдик.

Частотный диапазон 20-60кГц.
Инвертированная мощность (колебательная мощность) меньше или равна 18кВт. Явно китайские ватты.
Что же внутри у генератора? Давайте посмотрим.

Сразу бросаются в глаза плата системы управления, плата драйверов, которая управляет силовыми модулями, конденсаторная батарея и здоровый ВЧ трансформатор.
Беглый осмотр основных элементов позволил нарисовать силовую схему преобразователя.

В инверторе используются модули IGBT фирмы Eupec. По два транзистора в модуле. Название модуля рассмотреть не удалось. Полагаю 600В и 100-150А.
Последовательно с первичной обмоткой трансформатора включена конденсаторная батарея. Она служит для компенсации реактивной мощности индуктора (последовательная компенсация). При последовательной компенсации происходит раскачка напряжения на конденсаторе, а, следовательно, на первичной обмотки трансформатора. Все зависит от добротности, но предположительно  напряжение может раскачиваться до 1.5-2кВ. Это предъявляет повышенные требования по изоляции к трансформатору и приводит к увеличению его массо-габаритных показателей. Высокое напряжение на первичной обмотки увеличивает загрузку трансформатора по кВА.
Следует особо отметить, что в конструкции генератора не предусмотрено подстраивать емкость конденсаторной батареи и коэффициента трансформации трансформатор. Согласование с нагрузкой по мощности и частоте осуществляется только геометрией системы индуктор-деталь.
Трансформатор вблизи.

Водяное охлаждение феррита, первичной и вторичной обмоток присутствует. На проводе, который идет к первичной обмотке, виден трансформатор тока. Выполнен он на ферритовом колечке.

Конденсаторная батарея вблизи.

Конденсаторы включены последовательно на каждой из плат. Платы включены параллельно. Используются полипропиленовые конденсаторы, типа наших, К78-2.
Смотанная прозрачная трубка охлаждения показывает наличие высокого напряжения на первичной обмотке трансформатора. 

Транзисторный модуль IGBT.

Платка оконечного каскада припаяна к ножкам управления модуля. Имеет резистор токоограничивающий и разрядный и стабилитроны защиты от перенапряжении на затворе. 
Модуль обвешан демпфирующими конденсаторами, резисторами для выравнивания напряжения и фильтровым конденсатором по питанию.

Датчик постоянного тока выполнен на феррите. В разрез ферритового кольца вставлен датчик холла.

Платы системы управления и драйверов.

Слева плата драйверов. Имеет четыре независимых канала управления. Справа плата системы управления.

Вид на внутренности генератора с другой стороны.

Виден второй силовой модуль. Ниже находится модуль выпрямителя. Модули установлены на медный охлаждаемый водой охладитель. Выше расположен конденсаторная батарея емкостного фильтра для однофазного выпрямителя. Восемь штук электролитов. Желтенькие конденсаторы – это высокочастотные полипропиленовые конденсаторы. Включены параллельно с электролитами. Трансформатор 50Гц для источника питания системы управления.
Теперь посмотрим генератор в работе.
Вид спереди.

На передней панели расположен тумблер включения генератора, кнопки включения и выключения (зеленая и красная), переключатели режимов, таймер, индикатор времени работы, индикатор выходного тока, индикаторы работы и аварии (светодиодная индикация) и две ручки регулировки выходного тока. Одна задает режим нагрева, другая задает режим выдержки. Таймер состоит из трех задатчиков времени. Задавать можно время нагрева, время выдержки и время выключенного состояния. Разъем на передней панели служит для подключения педали или внешнего пульта.
Как видно на рисунке, индуктор подключается также спереди. Латунные трубки являются токоподводами на 1кА. Для смены индукторов малопригодны. Так, после двух смен индукторов резьба начала сминаться.
Без генерации на индикаторе горит -2А выходного тока.
Были проведены два эксперимента по нагреву деталей. Использовался стандартный трехвитковый индуктор и одновитковый индуктор.

Мощность, потребляемая генератором, измерялась с помощью токовых клещей, надетых на входной провод. Напряжение сети 220В умножить на ток – есть потребляемая мощность. Несинусоидальность тока (за счет использования большого емкостного фильтра) и др. факторы не рассматривались. Максимальная мощность, потребляемая генератором, составила 6,5кВт. Больше мощность увеличить не удалось. На медную деталь мощность составила 2кВт. Нагрева детали практически не происходило.
Маленькая пластмассовая педалька.

Явно не рассчитана на тяжелый сапог или ботинок нашего термиста.
Подведем краткий итог.

Достоинства генератора:

Недостатки генератора:

Патанов Д.А. 
12.05.2009г.
Вопросы, пожелания, комментарии на dmitrp@mail.ru