简介： 成果简介： 　　目前国内中频熔炼炉以10吨以下的居多，中频电源功率最大约5000kW。而大功率熔炼炉吨耗电少、生产效率高，长期为国外大公司，例如美国应达工业等少数大公司所垄断，设备价格和售后维护费用客户难以接受。大功率中频电源制造难度大，单台价格高，具有广阔的市场和较高的利润。我公司自主开发的高效串联谐振熔炼电源，可以保证电源直流电压一直处于最高状态，功率的调节采用逆变侧调节。这可以使熔炼电源在很大负载变化范围内保证功率因数的最大化。同时，全数字的逆变控制电路可以实现逆变角度的精确控制和功率的闭环控制。相比目前市场上的熔炼炉，新型高效熔炼炉的熔化时间缩短约30%，节能约20%，具有非常好的市场前景。还将为河北省产业转型升级和工业技术改造、推动钢铁、石化、建材等传统支柱产业技术水平向高端攀升提供重要的装备保障。   成果创新性： 目前市场上的中频熔炼炉主要采用并联谐振结构，其突出优点是结构简单、故障保护容易。但是，该拓扑电源的负载匹配非常困难，在整个熔炼过程中由于负载的变化高达5-6倍，电源不可能在整个熔炼周期中满功率输出，这带来熔炼时间长、熔炼效率低等严重问题，另外电源的功率因数偏低、谐波大，这对于大功率熔炼炉的推广使用带来严重制约。四方三伊公司自主研制的高效可控硅熔炼设备，具有以下创新点： 1、采用CPLD智能全数字化锁相控制技术，可精确控制逆变可控硅的工作状态； 2、设计了逆变脉冲实时监控电路，保证电源的稳定运行； 3、设计了自动均流的串联谐振逆变功率单元，保证并联可控硅的均流，便于功率单元并联以扩大电源功率。   成果独占性： 我公司自主研制的可控硅中频熔炼设备包括：三相晶闸管可控整流器，直流滤波，直流保护单元，可控硅串联谐振逆变器，串联谐振槽路，熔炼炉体等部分。主要技术要点如下： 1、设计了单桥功率为1000KW的逆变功率单元，采用SCR自动均流布局，可方便多个功率单元并联以扩大电源功率。 2、采用基于CPLD的智能化数字锁相控制技术，保证逆变器开关器件SCR工作在最佳换流条件，减小了功率器件的开关损耗，提高了SCR的安全性。 3、设计了可控硅驱动电路，保证驱动信号的低延时和同步性，设计了先进的脉冲丢失保护电路。 4、设计了短路、接地、过压等保护电路，保护电路动作灵敏可靠且抗干扰能力强。 5、采用了具有专利技术的“并联型谐振逆变器用IGBT驱动电路”。 各项技术要点均为我公司自主研发。   成果盈利性： 　　中频感应炉是热工领域的重要设备，而在国内，20世纪90年代感应加热设备才有了一定的发展，但是与世界发达国家相比，中频感应炉技术还有相当大的差距。目前我国自主开发的的中频感应炉电热效率仅相当于国外发达国家的80％，这是我国能源消耗强度居高不下、环境污染严重的重要原因之一。随着我国电力供应的改善，电子电力技术的进一步发展，以及环保要求的提高，发展和扩大中频感应加热在锻造、焊接、淬火热处理等传统加热行业的改造是一项势在必行的举措。开发中频感应炉操作优化管理系统既能够提高中频感应炉的电热效率，降低能耗，又可以减少废气排放量，达到了节能减排的效果，具有很高的经济效益和社会效益。 我国中频炉过去年产千套，1993年已突破万套，其中以0.25t居多，0.15t和0.5t的也不在少数，因此在量大面广的中小型中频炉配置新型高功率中频电源，不但可以提高经济效益，还可节约大量的能源。   成果持续性： 公司拥有自主知识产权65项，5项科技成果经河北省科技厅组织鉴定达到国际先进水平。已开展产学研合作及对外合作10余项，正在参与国家标准制修订3项。已承担各级政府科技项目6项，其中2014年，“固态超高频碳化硅感应加热电源”获得河北省科技厅重大科技成果转化专项资金扶持；2015年，公司技术中心被认定为“河北省企业技术中心”，同时，“中国电谷第三代半导体产业技术创新战略联盟”和“中国电谷智能电网装备产业技术创新联盟”在保定国家高新区挂牌，我公司分别作为副理事长单位和常务理事单位，积极开展与其他联盟单位共同合作，提升我国第三代半导体及智能电网产业自主创新能力和国际竞争力；带动我国相关行业和产业自主创新能力和国际竞争力的全面提升，解决行业在资源、能源、环境方面的瓶颈问题。   成果先进性： 我公司自主研制的可控硅中频熔炼设备包括：三相晶闸管可控整流器，直流滤波，直流保护单元，可控硅串联谐振逆变器，串联谐振槽路，熔炼炉体等部分。对可控硅中频熔炼设备来说，可控硅谐振逆变器及其控制技术是关键技术，与国内外相同产品比较主要技术要点如下： 1、设计了单桥功率为1000KW的逆变功率单元，采用SCR自动均流布局，可方便多个功率单元并联以扩大电源功率。 2、采用基于CPLD的智能化数字锁相控制技术，保证逆变器开关器件SCR工作在最佳换流条件，减小了功率器件的开关损耗，提高了SCR的安全性。 3、设计了可控硅驱动电路，保证驱动信号的低延时和同步性，设计了先进的脉冲丢失保护电路。 4、设计了短路、接地、过压等保护电路，保护电路动作灵敏可靠且抗干扰能力强。   成熟度：08、产品级：批产合格、图纸完备、工艺成熟   市场分析： 　　四方三伊公司主营产品为各类固态高频感应加热电源和高频化直流开关电源。广泛应用于金属材料的热处理及焊接、熔炼、锻造等工业领域，单晶硅、蓝宝石、碳化硅制备等半导体行业及电解、电镀等电化学行业。是省内及国内同行业生产规模最大、技术最先进的企业。目前国内固态高频感应加热电源和高频化直流开关电源市场平均占有率高达35%以上。我国中频炉过去年产千套，1993年已突破万套，其中以0.25t居多，0.15t和0.5t的也不在少数，因此在量大面广的中小型中频炉配置新型高功率中频电源，不但可以提高经济效益，还可节约大量的能源。开发一套中频感应炉操作优化管理系统既能够提高中频感应炉的电热效率，降低能耗，又可以减少废气排放量，达到了节能减排的效果，具有很高的经济效益和社会效益。   商业模式分析： 　　目前，项目产品制造相关的原材料种类、型号及数量、生产加工设备、调试及检测方案、生产工艺流程图等已全部确定并实施。另外，对于新产品的产业化，元器件的选型和供货渠道的选择控制是非常关键的，本项目产品涉及的关键元器件“碳化硅半导体器件（SIC MOSFET）”到目前为止已经产品化，其中美国CREE、IXYS和日本的罗姆三家国际半导体巨头向我公司供应SIC MOSFET产品，鉴于我公司在高频行业强大的市场占有率，三家公司均向我公司做出了货源保证承诺，并随着我公司采购量的增加，器件的价格也在不断降低，由此看出，项目产品涉及的关键碳化硅器件的供货瓶颈问题已经解决，确保了本项目产品产业化的需求。其它主要原材料供应也都制订了可靠的供应商供应方案，消除了本项目产品产业化存在的原料供应风险。   营销状况： 　　关于市场实施方案，在最终确定产品开发前，我们组织了专职人员进行了广泛、大量、全面的市场调研，并对产品的投入产出做了精确的预算，拟制了科学、可靠的可行性研究报告。为了尽快将产品大批量投入市场，抢占固态超高频碳化硅感应加热电源这一新兴技术领域，使产品能够产生巨大的社会及经济效益，我们制定了完善的前期产品市场调查、售前技术咨询、售中技术支持、售后技术服务及其它市场竞争优势分析与合理的价格策略等一系列强化企业形象及品牌宣传的市场实施方案。同时借助总公司北京四方继保自动化股份有限公司庞大的营销网络，使项目产品的产业化具备了最重要的市场基础。同时，我们还加大了网络宣传和网络销售模式，在关键区域召开科技成果推广会。