可控硅與IGBT的差異

可控硅與IGBT雖然都可以制造成感應(yīng)加熱的電源，但是其運(yùn)行原理還是有很大的區(qū)別。可控硅中頻電源主要采用晶閘管（SCR）全橋并聯(lián)或者半橋串聯(lián)逆變固態(tài)電源，用于8000赫茲以下的中頻爐加熱頻率。而IGBT電爐電源則使用絕緣柵雙極晶體管模塊（IGBT），用于幾萬到幾十萬赫茲以上的加熱頻率。

1、開關(guān)速度比較：

1.1、可控硅中頻爐的可控硅關(guān)斷速度低，因此其加熱頻率低，適用于低頻和中頻范圍。加熱頻率一般在100Hz--8000Hz之間。多用于鍛造加熱、圓鋼熱處理加熱和鑄造熔煉上等的加熱上。特別是大功率加熱上，一般加熱功率500Kw以上、加熱頻率8000Hz以下，多用可控硅中頻爐加熱。

1.2、IGBT電爐電源的開關(guān)速度較高，意味著其加熱頻率比較高，一般其加熱頻率在幾萬赫茲到幾十萬赫茲，多用于金屬材料的表面加熱，特別適合鋼板、齒輪表面等加熱熱處理。

2、系統(tǒng)穩(wěn)定性比較：

2.1、可控硅的穩(wěn)定性很好，因為其觸發(fā)后一直保持導(dǎo)通狀態(tài)且逆變采用平均值取樣方案，提高了逆變的抗干擾能力，不受外部控制信號的影響。而IGBT的開關(guān)操作會受到外部干擾影響，由于IGBT模塊在運(yùn)行過程中可能會受到多種因素的影響，如負(fù)載變化、電源波動等，這可能導(dǎo)致IGBT電源輸出波形的失真或不穩(wěn)定。

2.2、可控硅的開關(guān)速度低，因此抗電磁干擾性強(qiáng)、耐沖擊力好；IGBT的開關(guān)速度較快，會引入更多的電磁干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電磁兼容性。

2.3、可控硅技術(shù)水平已經(jīng)非常成熟穩(wěn)定，特別是在大功率中頻熔煉爐上的應(yīng)用成為不可替代的選擇。IGBT模塊在低于200Kw電源小功率加熱上的也是沒問題，但是再大功率加熱上還是在探索階段，穩(wěn)定性不是很好。

3、反向阻斷能力比較：

可控硅具有優(yōu)秀的反向阻斷能力，適用于需要在極短時間內(nèi)承受較高反向電壓沖擊的場合。而IGBT的反向阻斷能力相對較弱，不適用于這種高反向電壓沖擊的場合。這對于鑄造熔煉上的中頻爐需要提高二次電壓就有一定的局限性，較高的二次電壓會造成IGBT電源可靠性大大降低。

4、加熱功率的比較：

4.1、IGBT電爐電源輸出功率受限，IGBT電爐電源是單向電路，因此其輸出的加熱功率受限。這使得IGBT電爐電源在一些需要較大中頻爐加熱功率的應(yīng)用中可能無法滿足需求。

4.2、在中頻爐的加熱功率上，可控硅中頻爐的（SCR）全橋并聯(lián)或者半橋逆變固態(tài)電源的承載能力相對較強(qiáng)，具有較高的加熱的效率，因此中頻爐加熱設(shè)備可以設(shè)計制造的加熱功率比較大，中頻爐功率小則幾百千瓦大則上萬千瓦。

4.3、IGBT電爐電源受到IGBT模塊性能的影響，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的承載能力相對較弱，其加熱功率一般設(shè)計制造比較小，其加熱功率多在200Kw左右，如果加大IGBT電爐的加熱功率，IGBT模塊發(fā)熱量就會很大，處理不好會造成經(jīng)常燒損IGBT模塊且可靠性大大降低。

5、啟動與控制比較：

5.1、啟動速度方面：由于可控硅（SCR）全橋并聯(lián)逆變固態(tài)電源的啟動速度快，所以加熱時間相對較短，適用于鍛造加熱、鑄造熔煉和圓鋼加熱調(diào)質(zhì)。而絕緣柵雙極晶體管（IGBT）逆變固態(tài)電源的啟動速度較慢，加熱時間相對較長，適合金屬小工件加熱，比如20mm以內(nèi)的圓鋼加熱，相對大點(diǎn)直徑圓鋼一般超過30mm，則采用可控硅電源加熱。

5.2、控制方式方面：可控硅中頻爐的控制方式相對簡單，通過控制電流的導(dǎo)通方向和大小來控制中頻爐的加熱功率。而IGBT電爐電源則必須通過改變柵極電壓來控制電爐電流的大小和方向，相比全橋可控硅中頻爐，IGBT電爐電源的控制線路更加復(fù)雜，需要使用更多的控制電路，這增加了設(shè)計和操作的復(fù)雜性，控制線路越多故障點(diǎn)增加IGBT電源的可靠性就會降低。

6、應(yīng)用場合：

可控硅中頻爐主要用于中頻應(yīng)用和大電流高電壓場合，如鍛造加熱、熔煉加熱等。而IGBT則適用于高頻、高效率、動態(tài)控制的應(yīng)用，適用于更加靈活且頻率要求高的表面熱處理加熱。

7、維護(hù)費(fèi)用：

7.1、可控硅價格低、IGBT模塊價格高，可靠性上面可控硅要大于IGBT，一般來說IGBT

電源后期的維護(hù)費(fèi)用要高于可控硅電源。

7.2、由于可控硅（SCR）全橋并聯(lián)逆變固態(tài)電源的可控硅價格低、控制新線路簡單穩(wěn)定

性較高，而絕緣柵雙極晶體管（IGBT）電源的控制線路復(fù)雜、IGBT模塊價格高穩(wěn)定性較低，耐熱性差，模塊脆弱，需要更高的維護(hù)成本，因此可控硅中頻爐后期維護(hù)費(fèi)用相對較低。

      總體來說，可控硅中頻爐具有加熱均勻、高效節(jié)能、啟動成功率高、可靠性強(qiáng)、控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于大功率的鍛造加熱和鑄造熔煉上；而IGBT模塊電源加熱頻率高、適合于鋼板、小直徑圓鋼等的表面加熱后熱處理以及幾公斤甚至幾十公斤的小型熔煉爐上金屬熔煉。