Akım beslemeli paralel rezonans devreli bir inverterle indüksiyonlu ısıtma sisteminin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of an induction heating system with current source parallel resonant inverter
Yazar: MEHMET ALİ ANADOL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN AKKAYA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Sistemleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Endüksiyonla ısıtma sistemleri = Induction heating systems ; Rezonans invertör = Resonant inverter

Özet:
İndüksiyonlu ısıtma, metallerin özelliklerinin değiştirilmesi, kaynak yapımı ve elektrikle ilgili iletken malzemelerin sabit bir ısı ile üretimi için gereken hızlı bir metottur. Isı üretimi, malzeme içindeki elektrik akımının değişimine göre olmaktadır. Bir indüksiyonlu ısıtma sisteminin temel elemanları; bir AC güç kaynağı, indüksiyon bobini ve çalışma parçasıdır. Güç kaynağı, alternatif akımı indüksiyon bobini içinden geçirerek bobin etrafında bir manyetik alan meydana getirir. Manyetik alan içinde kalan indüksiyon bobini içine yerleştirilmiş çalışma parçasında, eddy akımları
indüklenir. Böylece çalışma parçası ve indüksiyon bobini arasında her hangi bir fiziksel temas olmadan çalışma parçası ısıtılmaktadır. İndüksiyonlu ısıtma sistemlerinde güç kaynağı olarak genellikle rezonans devreli inverterler kullanılır. 
Bu çalışmada akım beslemeli paralel rezonans devreli inverterle gerçekleştirilen bir indüksiyonlu ısıtma sistemi 10kHz, 7,5 kW'lık bir güçte çalışacak şekilde tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu sistem, bilgisayar ortamında PSPICE programı kullanılarak simüle edilmiştir. Gerçekleştirilen sistemden alınan deneysel sonuçlar, simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve her iki sonucun uyum içinde olduğu görülmüştür. İnverter devresi MOSFET'lerle gerçekleştirilmiş inverter ve şebekedeki bozuklukların etkisini azaltmak amacıyla devrenin girişine EMI filtre devresi bağlanmıştır. Uygulama devresinin yük kısmında, akım ve gerilim arasında çok az bir faz kayması olduğu ve akımın gerilimden ileride olduğu gözlenmiştir. Anahtarlama elemanlarının rezonans frekansından büyük frekans değerlerinde sıfır gerilimde anahtarlama yapabildiği gözlenmiştir.

Abstract:
Induction heating is a method of providing fast, consistent heat for manufacturing applications which involve bonding or changing the properties of metals or other electrically conductive materials. The basic components of an induction heating system are an AC power supply, induction coil, and workpiece. The power supply sends alternating current through the coil, generating a magnetic field. When the workpiece is placed in the coil and enters the magnetic field, eddy currents are induced within the workpiece, localized heat without any physical contact between the coil and the workpiece. In the Induction heating systems generally used the inverters of resonant circuit.

In this study, the induction heating system has been realized with current source fed parallel resonant inverter which has been designed and implemented on the order of operating in the power of 7,5kW and 10kHz. This system is simulated with PSPICE software. Experimantal results are compared with the simulated results. Both of the results have been found to be much the same. Inverter circuit has been implemented with MOSFET's. EMI filter circuit has been inserted to the entry of circuit to decrease the effect of distortions in the inverter and electric lines. In the induction heating section of application circuit the phase difference between current and voltage has been observed and vurrent leaded voltage. Switching devices operating above resonant frequency achieved zero voltage switching(ZVS).