Rezonanslı endüksiyonla ısıtma devrelerinin incelenmesi ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi
Examination and design of induction heating systems with resonance
Yazar: NİHAL KAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜLYA OBDAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Endüksiyonla ısıtma sistemleri = Induction heating systems

Özet:
Endüksiyonla ısıtma sistemleri endüstride, yüzey sertleştirme, ergitme, kaynak yapma, tavlama gibi oldukça geniş bir uygulama alanına sahiptir. Isıtma çeşidine göre çalışma frekansı 50 Hz ile birkaç MHz arasında değişmektedir. Son yıllarda mutfak uygulamalarında endüksiyonla ısıtma sistemlerinin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır.Bu çalışmada endüksiyonla ısıtma sistemleri incelenmiş ve mutfak uygulamaları için bir endüksiyonla ısıtma sistemi tasarlanmış, elektronik benzetimi yapılmış ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Güç dönüştürücü devrenin ve endüksiyon bobininin verimini arttırmaya yönelik tedbirler alınarak sistem verimi yükseltilmiştir.Yarı iletken anahtar olarak çalışma freknsına uygun MOSFET kullanılmış, güç dönüştürücü devre olarak seri rezonans devreli bir fazlı yarım köprü inverter topolojisi ile mutfak uygulamaları için endüksiyonla ısıtma sistemi gerçekleştirilmiştir. Sistemin güç kontrolü, anahtarlama frekansının 25-30 kHz aralığında değiştirilmesi ile yapılabilmektedir. Yüksek frekanslarda çalışmanın getirdiği anahtarlama kayıpları ve elektromanyetik girişimler, güç dönüştürücü devrenin rezonans inverter olma özelliği ve sert anahtarlama yerine yumuşak anahtarlama tekniklerinin kullanılmasıyla önlenmiştir.Deneysel çalışmalarda farklı ebatlardaki yük modelleri üzerindeki sıcaklık değişimi incelenmiş ve endüksiyonla ısıtma sistemlerinin rezistanslı mutfak tipi ısıtıcıya göre daha yüksek verime sahip olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Mutfak tipi endüksiyon ısıtma, sıfır gerilimde anahtarlama, yarım köprü seri rezonans inverter, PSPICE.

Abstract:
The induction heating technique has a wide range of applications in industry including heating, melting, welding, soldering, and etc. It can be used in the range from 50 Hz to several MHz according to the heating type. In recent years, usage of induction heating technique on kitchen applications became more common.In this study, induction heating system was examined, a home type induction heating system was designed, simulated and experimentally carried out. Some precautions were taken to increase the efficiency of the power converter and the induction coil.A home type induction heating system was prepared via as semiconductor, a suitable MOSFET for operation frequency and as power converter circuit monophase serial resonant half bridge inverter topology has been used. Power control for the system, can be performed by adjusting the swithing frequency between 25-30kHz. Swithing losses and electromagnetic interferences caused by very high operation frequency, prevented by resonant inverter as converter and soft swithcing techniques.Keywords : Induction heating on domestic applications, zero voltage switching, half bridge series resonant inverter, PSPICE.