新型串聯(lián)中頻爐就是電壓源逆變器

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新型串聯(lián)中頻爐就是電壓源逆變器

串聯(lián)中頻爐的中頻電源和并聯(lián)逆變器一樣，串聯(lián)中頻爐也是一種基本諧振式逆變器。它因補(bǔ)償電容器與負(fù)載感應(yīng)器相串聯(lián)而得名。它和并聯(lián)逆變器在結(jié)構(gòu)和性能方面存在很多對(duì)偶關(guān)系，例如由于負(fù)載端構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，在諧振狀態(tài)下，電路的等效電阻很低，故要求直流端由電壓

源供電，也即申聯(lián)逆變器是電壓源逆變器。這與并聯(lián)逆變器是電流源逆變器形成對(duì)偶。其結(jié)果是這兩種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)也具有明顯的互補(bǔ)性。例如由于人端串聯(lián)大電感的緩流作用，使并聯(lián)逆變器在故障時(shí)的過(guò)電流較易保護(hù)，但卻導(dǎo)致起動(dòng)困難，與此相反，由于輸入端并聯(lián)大電容的儲(chǔ)能作用，使串聯(lián)中頻爐易于起動(dòng)，但卻導(dǎo)致故障保護(hù)比較困難。

近年來(lái)，串聯(lián)中頻爐得到廣泛的應(yīng)用，它不僅被用來(lái)構(gòu)成超音頻和高頻加熱電源，晶閘管串聯(lián)中頻爐

基本結(jié)構(gòu)  含全橋式晶閘管串聯(lián)中頻爐的中頻電源主電路如圖13-16所示。就電能的轉(zhuǎn)換方式而言，這兩種電源都是先將三相工頻電能轉(zhuǎn)換成直流，再由逆變器轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的單相中頻電能。其中，由VT，- VT4和VD1-VD4等器件構(gòu)成單相全橋電路與負(fù)載一起組成晶閘管串聯(lián)中頻爐，采用頻控方式，將輸入直流電能按晶閘管門(mén)控脈沖重復(fù)頻率轉(zhuǎn)換成中頻電能。圖中，LH和rH是負(fù)載等效參數(shù)，它們與補(bǔ)償電容CH串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，其諧振角頻率。真Ⅱ略高于逆變橋的開(kāi)關(guān)角頻率w故電流ih將超前于輸出電壓的基波分量wh：，由于負(fù)載呈容性，放可利用負(fù)載電壓關(guān)斷晶閘管，也即采用負(fù)載換相方式。由于諧振狀態(tài)下，負(fù)載補(bǔ)償電容端電壓uc與感應(yīng)器端電壓HL的基波有效值是輸入端電壓的Q值，為此在電路中加人輸出變壓器Ta實(shí)現(xiàn)電壓匹配。

 圖13 -16  含全橋武串聯(lián)逆壹囂曲加熱電辣主電路

晶閘管串聯(lián)中頻爐的中頻電源逆變器輸入端并聯(lián)大電容C，的作用是對(duì)整流電    壓進(jìn)行濾波，使址d近于平滑，其次，也為逆變輸人過(guò)程端電流中的中頻分量提供道路。串聯(lián)電感工，的數(shù)值較小，其作用是減低電流峰值，以改善網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)。

由圖13-16可見(jiàn)，電源采用不可控整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)AC/DC變換。這是由于對(duì)串聯(lián)中頻爐而言，功率調(diào)節(jié)和故障保護(hù)均可采用其他方式實(shí)現(xiàn)，故可采用不可控整流器，

輸出功率調(diào)節(jié)  由電路分析可知，在不考慮換相過(guò)程條件下，串聯(lián)逆變電路的輸出功率可表示為

觸發(fā)延遲角有關(guān)。將隨聲的增大而減小，通過(guò)b的改變，可使嚴(yán)ph在0-100%的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。這一訶功方式的優(yōu)點(diǎn)是直流電壓Ud為恒值，直流端可采用不可控整流電路，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)也高，可減小供電容量，是串聯(lián)逆變電路常用的調(diào)功方式。

    這種調(diào)功方式，實(shí)質(zhì)上是政變負(fù)載側(cè)基波相移因數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸出功率調(diào)節(jié)，因而即令在低輸出功率時(shí)，逆變器的輸出電壓和電流在數(shù)值上依然根高，