ઔદ્યોગિક ઇન્ડક્શન હીટિંગ મશીન (ફર્નેસ) માં મોસ્ફેટ, IGBT અને વેક્યુમ ટ્રાયોડનો ઉપયોગ

આધુનિક ઇન્ડક્શન હીટિંગ પાવર સપ્લાય ટેકનોલોજી મુખ્યત્વે ત્રણ પ્રકારના કોર પાવર ડિવાઇસ પર આધાર રાખે છે: MOSFET, IGBT અને વેક્યુમ ટ્રાયોડ, જેમાંથી દરેક ચોક્કસ એપ્લિકેશન પરિસ્થિતિઓમાં બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવે છે. MOSFET તેની ઉત્તમ ઉચ્ચ-આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ (100kHz-1MHz) ને કારણે ચોકસાઇ ગરમીના ક્ષેત્રમાં પ્રથમ પસંદગી બની ગયું છે, અને ખાસ કરીને ઓછી-શક્તિ અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇ પરિસ્થિતિઓ જેમ કે દાગીના પીગળવા અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક વેલ્ડીંગ માટે યોગ્ય છે. તેમાંથી, SiC/GaN MOSFET એ કાર્યક્ષમતામાં 90% થી વધુ વધારો કર્યો છે, પરંતુ તેની પાવર મર્યાદા (સામાન્ય રીતે

મધ્યમ-આવર્તન અને ઉચ્ચ-શક્તિ (1kHz-100kHz) ના ક્ષેત્રમાં, IGBT એ મજબૂત સ્પર્ધાત્મક ફાયદો દર્શાવ્યો છે. ઔદ્યોગિક ગલન ભઠ્ઠીઓ અને ધાતુના મુખ્ય ઉપકરણ તરીકે ગરમીની સારવાર ઉત્પાદન લાઇન, IGBT મોડ્યુલ્સ સરળતાથી MW-સ્તરનું પાવર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તેની પરિપક્વ ટેકનોલોજી અને ઉત્તમ ખર્ચ-અસરકારકતા તેને સ્ટીલ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય જેવી સામગ્રીની પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણભૂત પસંદગી બનાવે છે. SiC ટેકનોલોજીની રજૂઆત સાથે, IGBT ની નવી પેઢીની ઓપરેટિંગ આવર્તન 50kHz ને વટાવી ગઈ છે, જે મધ્યમ-આવર્તન બેન્ડમાં તેના બજાર પ્રભુત્વને વધુ મજબૂત બનાવે છે.

અલ્ટ્રા-હાઇ-ફ્રિકવન્સી અને હાઇ-પાવર દૃશ્યો (1MHz-30MHz) માં, વેક્યુમ ટ્રાયોડ્સ હજુ પણ એક અટલ સ્થિતિ જાળવી રાખે છે. ભલે તે ખાસ ધાતુ ગંધવા, પ્લાઝ્મા જનરેશન, અથવા બ્રોડકાસ્ટ ટ્રાન્સમિશન સાધનો હોય, વેક્યુમ ટ્રાયોડ્સ MW-સ્તરનું સ્થિર પાવર આઉટપુટ પ્રદાન કરી શકે છે. તેની અનન્ય ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્રતિકાર અને સરળ ડ્રાઇવ આર્કિટેક્ચર તેને ઓછી કાર્યક્ષમતા (50%-70%) અને ઉચ્ચ જાળવણી ખર્ચ હોવા છતાં, ટાઇટેનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ જેવી સક્રિય ધાતુઓની પ્રક્રિયા માટે એક આદર્શ પસંદગી બનાવે છે.

વર્તમાન ટેકનોલોજીકલ વિકાસ સ્પષ્ટ રીતે કન્વર્જન્સના વલણને દર્શાવે છે: MOSFET SiC/GaN ટેકનોલોજી દ્વારા ઉચ્ચ-આવર્તન અને ઉચ્ચ-પાવર ક્ષેત્રોમાં પ્રવેશ કરવાનું ચાલુ રાખે છે; IGBT મટીરીયલ નવીનતા દ્વારા કાર્યકારી આવર્તન બેન્ડને વિસ્તૃત કરવાનું ચાલુ રાખે છે; જ્યારે વેક્યુમ ટ્યુબ તેમના અલ્ટ્રા-હાઈ ફ્રીક્વન્સી ફાયદા જાળવી રાખીને સોલિડ-સ્ટેટ ઉપકરણોના સ્પર્ધાત્મક દબાણનો સામનો કરે છે. આ ટેકનોલોજીકલ ઉત્ક્રાંતિ ઇન્ડક્શન હીટિંગ પાવર સપ્લાયના ઔદ્યોગિક લેન્ડસ્કેપને ફરીથી આકાર આપી રહી છે.

વાસ્તવિક પસંદગીમાં, ઇજનેરોએ આવર્તન, શક્તિ અને અર્થતંત્રના ત્રણ મુખ્ય પરિબળોને વ્યાપકપણે ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે: ઉચ્ચ-આવર્તન અને ઓછી-શક્તિ માટે MOSFET પસંદ કરવામાં આવે છે, મધ્યમ-આવર્તન અને ઉચ્ચ-શક્તિ માટે IGBT પસંદ કરવામાં આવે છે, અને અલ્ટ્રા-ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ શક્તિ માટે વેક્યુમ ટ્રાયોડ્સ હજુ પણ જરૂરી છે. વાઈડ-બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, આ પસંદગી ધોરણ બદલાઈ શકે છે, પરંતુ નજીકના ભવિષ્યમાં, ત્રણ પ્રકારના ઉપકરણો તેમના સંબંધિત ફાયદાના ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવાનું ચાલુ રાખશે, અને સંયુક્ત રીતે વધુ કાર્યક્ષમ અને ચોક્કસ દિશા તરફ ઇન્ડક્શન હીટિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપશે.