電力電子技術課程設計中頻加熱電源主電路設計說明(編輯修改稿)
2025-08-10 01:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電路在任何瞬間僅有二臂的元件導通，其余四臂的元件均承受變化著的反向電壓。例如在第(1)段時期，VT1和VT6導通，此時VT3和VT4,承受反向線電壓uba=ubua。VT2承受反向線電壓ubc=ubuc。VT5承受反向線電壓uca=ucua。晶閘管所受的反向最大電壓即為線電壓的峰值。當α從零增大的過程中，同樣可分析出晶閘管承受的最大正向電壓也是線電壓的峰值。 整流電路參數(shù)計算1) 整流側(cè)最大輸出功率Pdm====2) 整流側(cè)輸出電壓Ud= cosa=380cos15176。=3) 整流側(cè)輸出電流Idmax= =1000/=4) 整流側(cè)晶閘管額定電壓 UTN=(1+10%)3802=5) 整流側(cè)晶閘管額定電流 ITN=2 =4 逆變電路的設計 逆變電路選擇1）電壓型逆變電路串聯(lián)諧振逆變器也稱電壓型逆變器，其原理圖如下：串聯(lián)諧振式電源采用的逆變器是串聯(lián)諧振逆變器，其負載為串聯(lián)諧振負載。通常需電壓源供電，在感應加熱中，電壓源通常由整流器加一個大電容構(gòu)成。由于電容值較大，可以近似認為逆變器輸入端電壓固定不變。交替開通和關斷逆變器上的可控器件就可以在逆變器的輸出端獲得交變的方波電壓，其電壓幅值取決于逆變器的輸入端電壓值，頻率取決于器件的開關頻率。（1) 串聯(lián)諧振逆變器的輸入電壓恒定，輸出電流近似正弦波，輸出電壓為矩形波，換流是在晶閘管上電流過零以后進行，因而電流總是超前電壓－φ角。（2) 串聯(lián)諧振逆變器在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷前其電流己逐漸減少到零，因而關斷時間短，損耗小。在換流時，關斷的晶閘管受反壓的時間較長。（3) 串聯(lián)諧振逆變器感應線圈上的電壓和補償電容器上的電壓，都為諧振逆變器輸出電壓的Q倍。當Q值變化時，電壓變化比較大，所以對負載的變化適應性差。流過感應線圈上的電流，等于諧振逆變器的輸出電流。（4) 串聯(lián)諧振逆變器的感應加熱線圈與逆變電源(包括補償電容器)的距離較遠時，對輸出功率的影響較小。2） 電流型逆變電路并聯(lián)諧振逆變器也稱電流型逆變器，其原理圖如下并聯(lián)諧振式電源采用的逆變器是并聯(lián)諧振逆變器，其負載為并聯(lián)諧振負載。通常需電流源供電，在感應加熱中，電流源通常由整流器加一個大電感構(gòu)成。由于電感值較大，可以近似認為逆變器輸入端電流固定不變。交替開通和關斷逆變器上的可控器件就可以在逆變器的輸出端獲得交變的方波電流，其電流幅值取決于逆變器的輸入端電流值，頻率取決于器件的開關頻率。（1) 并聯(lián)諧振逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行，負載電流也總是越前于電壓 －φ角。（2）并聯(lián)諧振逆變器在換流時，晶閘管是在全電流運行中被強迫關斷的，電流被迫降至零以后還需加一段反壓時間，因而關斷時間較長。相比之下，串聯(lián)諧振逆變器更適宜于在工作頻率較高的感應加熱裝置中使用。（3）并聯(lián)諧振逆變器的感應線圈和補償電容器上的電壓，都等于逆變器的輸出電壓，而流過它們的電流，則都是逆變器輸出電流的Q倍。逆變器器件關斷時，將承受較高的正向電壓，器件的電壓參數(shù)要求較高。（4）對并聯(lián)諧振逆變器來說，感應加熱線圈應盡量靠近電源(特別是補償電容器)，否則功率輸出和效率都會大幅度降低。3）電壓和電流型逆變電路比較（1）儲能元件：電壓型變頻器——電容器；電流型——電抗器。 （2）輸出波形的特點：電壓形電壓波形為矩形波電流波形近似正弦波；電流型變頻器則為電流波形為矩形波電壓波形為近似正弦波 （3）回路構(gòu)成上的特點，電壓型有反饋二極管直流電源并聯(lián)大容量電容（低阻抗電壓源）；電流型無反饋二極管直流電源串聯(lián)大電感（高阻抗電流源）電動機四象限運轉(zhuǎn)容易。（4）特性上的特點，電壓型為負載短路時產(chǎn)生過電流，開環(huán)電動機也可能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)；電流型為負載短路時能抑制過電流，電動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定需要反饋控制。電流型逆變器采用自然換流的晶閘管作為功率開關，其直流側(cè)電感比較昂貴，而且應用于雙饋調(diào)速中，在過同步速時需要換流電路，在低轉(zhuǎn)差頻率的條件下性能也比較差。 在中頻加熱電源主電路中，一般選擇電壓型逆變電路 ，在仿真過程中電壓逆變電路輸出波形要
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