Usage des convertisseurs statiques dans les systèmes de chauffage par induction

Abstract

Résumé : Le chauffage par induction dépend de plusieurs paramètres indépendants, tels que l'énergie fournie et la durée du chauffage, ainsi que de la fréquence d'alimentation électrique. La fréquence d'alimentation a un impact direct sur la puissance, qui dépend du carré du courant induit dans la charge et de la fréquence elle-même. Ainsi, l'utilisation de convertisseurs à résonance LLC à haute fréquence est nécessaire pour alimenter efficacement le chauffage par induction, car ils offrent une solution efficace. Dans cette étude, nous avons d'abord présenté une modélisation mathématique du système d'alimentation du chauffage par induction, comprenant l'inducteur et la charge à chauffer. Ensuite, nous avons proposé un schéma d'onduleur HT, qui prend en compte la résonance en utilisant un condensateur en série avec la charge. Par la suite, nous avons effectué des simulations pour optimiser la conception du système et réduire la dépendance aux essais empiriques. La topologie de l'onduleur NPC a résonant en pont amélioré LLC utilisée dans cette étude présente une forme d'onde de courant stable avec une fluctuation minimale, ce qui améliore les performances du chauffage par induction à haute fréquence. Cette étude vise à améliorer la compréhension des systèmes de chauffage par induction et à optimiser leur efficacité énergétique. صخلملا : ًفٌشعتنا ٍٍخستنا ذًتعٌ ةهقتسًنا تبًهعًنا ٍي ذٌذعنا ىهع شفًٕنا ةقبطنا مثي ، ستنا ةذئ ة ٍٍخ شتإت ىنإ ةفبضلإبب ، لإا ددشت .ةقبطنا سذصي ةقبطنا ىهع شرباي شٍيثت ّن داذي .ّسفَ ددشتنأ مًحنا ًف ثحتسًنا سبٍتنا عبشي ىهع ذًتعت ًتنأ ، ،ًنبتنببٔ ٍٍَشنا تإحي واذختسا ٌإف LLC نا ذٍنٕتن يسٔشض ددشتنا ةٍنبع ًفٌشعتنا ةئفذتهن لبعف مكشب ةقبط َٓلأ ، شفٕت ب .ابعف اح بُيذق ، ةساسذنا ِزْ ًف داشًنا مًحنأ ثحًنا كنر ًف بًب ، ثحنبب ٍٍخستنا ةقبط وبظُن بٍضبٌس بجرًَٕ أأ سكبع ططخي بُحشتقا ، كنر ذعب .ٍُّخست ددشت ًنبع اذختسبب ٍٍَشنا سباتعاا ًف زخثٌ يزنأ ، .مًحنا عي مسهستي فثكي و كنر ذعب بكبحي تبٍهًع بٌُشجأ ، .ًاٌشجتنا سباتخاا ىهع دبًتعاا مٍهقتٔ وبظُنا ىًٍصت ٍٍسحتن ة شٓظت NPC ةَبَشنا ةكشر ٍي ٍسحًنا شسجهن LLC ىَدلأا ذحنا عي شقتسي سبٍت ةجٕي مكر ةساسذنا ِزْ ًف ةيذختسي سكبع بٍجٕنٕبٕط ًْٔ ىنإ ةساسذنا ِزْ فذٓت .ددشتنا ًنبع ثحنبب ٍٍخستنا ءادأ ٍسحٌ بًي ، تباهقتنا ٍي ًفٌشعتنا ةئفذتنا ةًظَأ ىٓف ٍٍسحت .ةقبطنا واذختسا ًف بٓتءبفك ٍٍسحتٔ Abstract Induction heating depends on several independent parameters, such as the energy supplied and the duration of heating, as well as the frequency of the power supply. The supply frequency has a direct impact on the power, which depends on the square of the current induced in the load and the frequency itself. Thus, the use of high-frequency LLC resonance converters is necessary to effectively power induction heating, as they provide an efficient solution. In this study, we first presented a mathematical modeling of the induction heating power system, including the inductor and the load to be heated. Then, we proposed a HV inverter scheme, which takes into account the resonance by using a capacitor in series with the load. Subsequently, we performed simulations to optimize the system design and reduce reliance on empirical testing. The LLC-enhanced bridge resonant NPC a inverter topology used in this study exhibits a stable current waveform with minimal fluctuation, which improves the performance of high-frequency induction heating. This study aims to improve the understanding of induction heating systems and to optimize their energy efficiency.