【正文】 即會產(chǎn)生橋臂短路現(xiàn)象，比如， T1 和 T3 同時導(dǎo)通即會由短路電流流過兩個 IGBT，其電流通路如圖所示。其保護(hù)原理圖如下圖 所示。 （ 3）快速熔斷 tI2 值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許 tI2 值。 采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣泛的一種過電流保護(hù)措施。用戶可根據(jù)需要靈活設(shè)置高電平輸入、高電平輸出和低電平輸入、高電平輸出的輸入方式 ,自動復(fù)位或通過控制復(fù)位 ,故障自動關(guān)斷 ,光耦隔離 ,CMOS/TTL 電平兼容 ,集成的 CEV 退飽和電壓檢測，有回滯的低電壓閉鎖 (UVLO) ,軟關(guān)斷 IGBT 技術(shù)及隔離的故障反饋信號。 ⑤在關(guān)斷過程中，為盡快抽取 PNP 管中的存儲電荷，需施加一負(fù)偏壓 UGE，但它受 IGBT 的 G、 E間最大反向耐壓限制，一般取 2～ 10V。另外 ,IGBT 開通后，柵極驅(qū)動源應(yīng)能提供足夠的門極電壓，使 IGBT 不致退出飽和而損壞。若 +UGE 固定不變時，導(dǎo)通電壓將隨集電極電流增大而增高，開通損耗將隨結(jié)溫而升高。其重要性在于 IGBT 的開關(guān)特性與驅(qū)動電路的性能密 切相關(guān)。為了使逆變器輸出盡量接近正弦波，應(yīng)該盡可能增大載波比，但開關(guān)器件本身允許的開關(guān)頻率又限制了載波比不能太大。根據(jù)采樣控制理論，脈沖頻率越高， SPWM波形越接近正弦波。 所以 0100 ?? CjwLjw 則 0w =LC1 （ 33） 由于 0w = 02f? ，故諧振頻率為： 本科生課程設(shè)計 （ 論 文） 8 LCf ?2 10 ? （ 34） 品質(zhì)因數(shù)： CLRCRwRLwQ 1100 ??? （ 35） 則電感和電容上的電壓分別為： jQ UUR LwjLIjwU L ??? 00 （ 36） jQ UUCRwjICwjU C ?????? 00 11 （ 37） 逆變電路的調(diào)制方式 當(dāng)今逆變電源控制廣泛的采用了 SPWM正弦脈沖寬度調(diào)制法。電壓型逆變電路如圖 。 晶閘管觸發(fā)電路的形式很多，本設(shè)計采用 JK 系列觸發(fā)器。因此，使晶閘管導(dǎo)通的門極電壓可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖電壓。高頻濾波電容 Ch 用于提供高頻無功電流的通路。 假定負(fù)載電感 L 足夠大，可以認(rèn)為負(fù)載電流在整個穩(wěn)態(tài)工作過程中保持恒值，因此不論控制角α為何值，負(fù)載電流總是單向流動，而且變化很小。 主電路如圖 圖 感應(yīng)加熱電源主電路圖 整流電路的設(shè)計 本設(shè)計采用三相橋式晶閘管半控整流電路。⑥電壓型逆變器工作更為可靠。④電壓型逆變器的起動較為簡單。兩種電路具有一下特點：①電壓型逆變器短路保護(hù)較為困難。 感應(yīng)加熱電源 具體電路設(shè)計 整流電路方案有單相、三相，當(dāng)整流負(fù)載容量較大，直流電壓脈動較小、易濾波時，應(yīng)采用三相整流電路，其交流側(cè)由三相電源提供。 圖 感應(yīng)加熱電源主結(jié)構(gòu)框圖 首先將由電網(wǎng)輸入的三相 380V 工頻交流電加到三相整流電路上，通過三相整流橋整流后輸出的電壓經(jīng)電解電容濾波成為平穩(wěn)的直流電壓，再經(jīng)過采用正弦脈寬調(diào)制方式（ SPWM）進(jìn)行控制的逆變電路將平穩(wěn)直流轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制輸出的交流，輸出 SPWM 波幅值恒定，寬度按正弦規(guī)律變化，該交流基波頻率為所需要的電流輸出頻率。而其他的加熱方式是先加熱工件表面，然后把熱再傳導(dǎo)加熱內(nèi)部。設(shè)工件的等效匝數(shù)為 2N 。 輸出最大功率 50KW。 電源的負(fù)載為感應(yīng)加熱器，即負(fù)載呈感性。 ④智能化控制 隨著感應(yīng)熱處理生產(chǎn)線自動化控制程度及對電源可靠性要求的提高，感應(yīng)加熱電源正向智能化控制方向發(fā)展。 ①高頻率 目前，感應(yīng)加熱電源在中頻頻段主要采用晶閘管，超音頻頻段主要采用IGBT，而高頻頻段，由于 SIT 存在高導(dǎo)通損耗等缺陷，主要發(fā)展 MOSFET 電源。最后對電路 設(shè)計了保護(hù)電 路，使電路更加可靠工作。 采用晶閘管中頻感應(yīng)或 IGBT高頻感應(yīng)方式均可。 輸入交流電頻率 45~65HZ。 文中的理論分析與計算要正確。 控制電路設(shè) 計。 設(shè)計任務(wù) 方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。產(chǎn)生高頻交變磁場，在被加熱的金屬工件內(nèi)產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，產(chǎn)生熱量而加熱工件。 通過計算選擇器件的具體型號。 要求 文字在 4000 字左右。 技術(shù)參數(shù) 輸入電壓三相 380V。 負(fù)載功率因數(shù) 。用三相半控整流電路對三相工頻交流電進(jìn)行整流并濾波，然后再通過對感應(yīng)加熱電源的工作原理、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，確定了以 IGBT 作為功率開關(guān)器件的電壓型逆變器作為本系統(tǒng)的逆變電路，并通過雙極性脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）方式實現(xiàn)了對逆變器功率的控制。產(chǎn)生交變磁場在工件中產(chǎn)生出同頻率的 感應(yīng)電流 ，這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內(nèi)部很弱，到心部接近于 0，利用這個集膚效應(yīng)，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到 8001000℃ ，而心部溫度升高很小 .感應(yīng)加熱電源的水平與半導(dǎo)體功率器件的發(fā)展密切相關(guān)，因此當(dāng)前功率器件在性能上的不斷完善，使得感應(yīng)加熱電源的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出以下幾方面的特點。 ③負(fù) 載匹配 感應(yīng)加熱電源多用于工業(yè)現(xiàn)場，其運行工況比較復(fù)雜，它與鋼鐵、冶金和金屬熱處理行業(yè)具有十分密切的聯(lián)系，他的負(fù)載對象各式各樣，而電源逆變器與負(fù)載是一有機的整體，負(fù)載直接影響到電源的運行效率和可靠性。 由于本電源要應(yīng)用于感應(yīng)加熱裝置，所以，電源的頻率要在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。 輸入交流電頻率 45~65HZ。如圖 ： 圖 感應(yīng)電流圖示 當(dāng)交變電流通入感應(yīng)圈時， 感應(yīng) 圈內(nèi)就會產(chǎn)生交變磁通 ? ，使感應(yīng)圈內(nèi)的工件受到電磁感應(yīng)電勢 e 。感應(yīng)加熱與其它的加熱方式，如燃?xì)饧訜幔娮锠t加熱等不同，它把電能直接送工件內(nèi)部變成熱能，將工件加熱。如圖 。逆變器部分主要包括逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇及其功率開關(guān)器件參數(shù)的設(shè)計和選擇；控制部分則包括逆變驅(qū)動電路、控制電路等硬件電路的設(shè)計和SPWM 信號波的產(chǎn)生和保護(hù)電路等部分的設(shè)計。 逆變電路有電壓型逆變電路和電流型逆變電路兩種。電流型逆變器工作時，開關(guān)管受的反壓很小，其大小僅僅是開關(guān)管反并聯(lián)二極管的導(dǎo)通壓降，非常小。電流型逆變器則由于電壓低，電流大而對槽路布線要求很高。因此本設(shè)計采用電壓型逆變電路結(jié)構(gòu)。輸出整流電壓 Ud 的波形是三組整流電壓波形之和，改變共陰極組晶閘管的控制角度，可獲得 0— 的直流電壓。整流后通過電解電容 Cd濾波得到平穩(wěn)的直流送到逆變器。同時根據(jù)普通晶閘管門極的特性，一旦門極加正向電壓使晶閘管導(dǎo) 通后，門極上電壓就失去了作用。同步移相環(huán)節(jié)用于實現(xiàn)觸發(fā)電路與主電路的同步及控制發(fā)出觸發(fā)脈沖的時刻；脈沖形成環(huán)節(jié)在同步移相環(huán)節(jié)的控制下，利用開關(guān)電路與電容的充放電產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；而脈沖放大輸出環(huán)節(jié)則將所形成的脈沖進(jìn)行功率放大后 通過脈沖變壓器等元部件將脈沖送到晶閘管的門極上去進(jìn)行觸發(fā)控制。 本科生課程設(shè)計 （ 論 文） 7 jXRjXjXRjw Cjw LRZ