Topologien und Regelungsstrategien für das induktive Erwärmen mit hohen Frequenz-Leistungsprodukten

In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges Verfahren zur Parallelschaltung und Regelung von Wechselrichtern mit Spannungszwischenkreis vorgestellt mit dem Ziel, an einem Induktor Leistungen von mehreren MW bei einer Frequenz von mindestens 100 kHz bereitzustellen. Anwendungen sind die induktive Längsfelderwärmung ferromagnetischer Bänder, das induktive Schweißen von Rohren sowie die induktive Erwärmung fließfähiger Nahrungsmittel. Dazu wird eine Topologie untersucht, bei der ein Induktor, d. h. eine ohmseh-induktive Last mit geringem Leistungsfaktor, über Resonanzdrosseln sowie einen Resonanzkondensator an beliebig viele parallel geschaltete dezentral gesteuerte Wechselrichtereinheiten angeschlossen wird. Die Anpassung des Induktors mit einer LC-Kombination ermöglicht neben einer Scheinleistungskompensation eine freie Anpassung des Wechselrichter­ Ausgangswiderstands an die Spezifikationen der eingesetzten Leistungshalbleiter sowie ein weiches Schalten der Halbleiter in der Nähe des Stromnulldurchgangs. Weiterhin wird eine gleichmäßig Aufteilung der Leistung zwischen parallel geschalteten Wechselrichtern selbst bei zulässigem nichtsynchronem Schalten sichergestellt.