औद्योगिक इंडक्शन हीटिंग मशीन (फर्नेस) मध्ये मोस्फेट, आयजीबीटी आणि व्हॅक्यूम ट्रायोडचा वापर

आधुनिक इंडक्शन हीटिंग पॉवर पुरवठा तंत्रज्ञान प्रामुख्याने तीन प्रकारच्या कोर पॉवर उपकरणांवर अवलंबून असते: MOSFET, IGBT आणि व्हॅक्यूम ट्रायोड, जे प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये अपूरणीय भूमिका बजावते. MOSFET त्याच्या उत्कृष्ट उच्च-फ्रिक्वेंसी वैशिष्ट्यांमुळे (100kHz-1MHz) अचूक हीटिंगच्या क्षेत्रात पहिली पसंती बनली आहे, आणि विशेषतः दागिने वितळवणे आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक वेल्डिंग सारख्या कमी-शक्ती आणि उच्च-परिशुद्धता परिस्थितींसाठी योग्य आहे. त्यापैकी, SiC/GaN MOSFET ने कार्यक्षमता 90% पेक्षा जास्त वाढवली आहे, परंतु त्याची पॉवर मर्यादा (सामान्यतः

मध्यम-फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च-शक्ती (1kHz-100kHz) क्षेत्रात, IGBT ने एक मजबूत स्पर्धात्मक फायदा दाखवला आहे. औद्योगिक वितळवण्याच्या भट्ट्या आणि धातूचे मुख्य उपकरण म्हणून उष्णता उपचार उत्पादन रेषांसह, IGBT मॉड्यूल्स सहजपणे MW-स्तरीय वीज उत्पादन साध्य करू शकतात. त्याची परिपक्व तंत्रज्ञान आणि उत्कृष्ट किफायतशीरता स्टील आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंसारख्या प्रक्रिया सामग्रीसाठी एक मानक पर्याय बनवते. SiC तंत्रज्ञानाच्या परिचयासह, IGBT च्या नवीन पिढीची ऑपरेटिंग वारंवारता 50kHz पेक्षा जास्त झाली आहे, ज्यामुळे मध्यम-फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये त्याचे बाजारपेठेतील वर्चस्व आणखी मजबूत झाले आहे.

अल्ट्रा-हाय-फ्रिक्वेन्सी आणि हाय-पॉवर परिस्थितींमध्ये (१ मेगाहर्ट्झ-३० मेगाहर्ट्झ), व्हॅक्यूम ट्रायड्स अजूनही त्यांची अढळ स्थिती राखतात. ते विशेष धातू वितळवणे असो, प्लाझ्मा जनरेशन असो किंवा ब्रॉडकास्ट ट्रान्समिशन उपकरणे असोत, व्हॅक्यूम ट्रायड्स मेगावॅट-स्तरीय स्थिर वीज उत्पादन प्रदान करू शकतात. कमी कार्यक्षमता (५०%-७०%) आणि उच्च देखभाल खर्च असूनही, त्याचे अद्वितीय उच्च-व्होल्टेज प्रतिरोध आणि साधे ड्राइव्ह आर्किटेक्चर टायटॅनियम आणि झिरकोनियम सारख्या सक्रिय धातूंवर प्रक्रिया करण्यासाठी एक आदर्श पर्याय बनवते.

सध्याच्या तांत्रिक विकासात अभिसरणाचा स्पष्ट ट्रेंड दिसून येतो: MOSFET SiC/GaN तंत्रज्ञानाद्वारे उच्च-फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च-पॉवर क्षेत्रात प्रवेश करत आहे; IGBT मटेरियल इनोव्हेशनद्वारे कार्यरत वारंवारता बँडचा विस्तार करत आहे; तर व्हॅक्यूम ट्यूब्स त्यांचे अल्ट्रा-हाय फ्रिक्वेन्सी फायदे राखून सॉलिड-स्टेट डिव्हाइसेसच्या स्पर्धात्मक दबावाचा सामना करतात. ही तांत्रिक उत्क्रांती इंडक्शन हीटिंग पॉवर सप्लायच्या औद्योगिक लँडस्केपला पुन्हा आकार देत आहे.

प्रत्यक्ष निवडीमध्ये, अभियंत्यांना वारंवारता, शक्ती आणि अर्थव्यवस्था या तीन प्रमुख घटकांचा सर्वसमावेशकपणे विचार करणे आवश्यक आहे: उच्च-फ्रिक्वेन्सी आणि कमी-शक्तीसाठी MOSFET ला प्राधान्य दिले जाते, मध्यम-फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च-शक्तीसाठी IGBT निवडले जाते आणि अल्ट्रा-हाय फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च शक्तीसाठी व्हॅक्यूम ट्रायोड्सची अजूनही आवश्यकता असते. वाइड-बँडगॅप सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, हे निवड मानक बदलू शकते, परंतु नजीकच्या भविष्यात, तीन प्रकारची उपकरणे त्यांच्या संबंधित फायद्याच्या क्षेत्रात महत्त्वाची भूमिका बजावत राहतील आणि संयुक्तपणे अधिक कार्यक्षम आणि अचूक दिशेने इंडक्शन हीटिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासाला प्रोत्साहन देतील.