【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 高等教育出版社 , 1999. [2] 渭勛 . 現(xiàn)代電力電子技術(shù) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021. [3] 俞勇祥 , 陳輝明 . 感應(yīng)加熱電源的發(fā)展 [J]. 金屬熱處理 , 2021 (8): 2829. [4] 周美蘭 , 李艷萍 , 王吉昌 . 高頻感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 哈爾濱理工 大學(xué)學(xué)報(bào) , 2021, 1: 011. 。當(dāng)然，學(xué)習(xí)到的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。還學(xué)習(xí)到了電路中的控制策略。不僅如此，我們還學(xué)習(xí)到了新一代電力電子器件，如 MOSFET， IGBT 等開(kāi)關(guān)器件。我們采用半導(dǎo)體電力開(kāi)關(guān)器件構(gòu)成各種開(kāi)關(guān)電路，按一定的規(guī)律，周期性地，實(shí)時(shí)、適式的控制開(kāi)關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)電力的控制。我收獲了很多。老師的態(tài)度，這是非常值得我們?nèi)W(xué)習(xí)的。然后再通過(guò)分析這些器件的工作曲線圖來(lái)解釋電力電子器件的工作原理。首先， PPT 上的內(nèi)容做的很到位。但是，我不得不說(shuō)。 5 課程的學(xué)習(xí)感受 時(shí)間過(guò)得很快， 6 周的時(shí)間轉(zhuǎn)眼間就過(guò)去了。在分析感應(yīng)加熱時(shí)，整個(gè)負(fù)載可以等效為一個(gè)電容和一個(gè) 電感串聯(lián)的形式。逆變器由 8 只 IGBT 開(kāi)關(guān)管及負(fù)載電路構(gòu)成， 8 只IGBT 開(kāi)關(guān)管都并有反向二極管，作為逆變器電壓反向時(shí)續(xù)流使用。通過(guò)調(diào)節(jié)斬波主開(kāi)關(guān)S 的占空比，可以調(diào)節(jié)斬波器輸出電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)電源的輸出功率。 圖 倍頻高頻感應(yīng)加熱電源 該電路主要包括 3 部分：不可控整流器，濾波器，直流斬波器和逆變器。每組并聯(lián)的 IGBT 輪流工作，使得負(fù)載頻率是開(kāi)關(guān)管工作頻率的二倍。因此，通過(guò)適當(dāng)軟開(kāi)關(guān)方式，可以克服它的缺點(diǎn)。逆變部分能夠使負(fù)載工作在諧振狀態(tài)，逆變開(kāi)關(guān)損耗小。 晶閘管相控整流 技術(shù)成熟，成本低，逆變部分開(kāi)關(guān)損耗小 設(shè)備復(fù)雜，控制環(huán)節(jié)多，當(dāng)控制角較大時(shí)功率因數(shù)低。 小結(jié) 調(diào)功方式多種多樣 ，但是所有的調(diào)功方式都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，表格 中對(duì)各種調(diào)功方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。 ZCS 的半波模式 ZCS 的全波模式 圖 ZCS 的開(kāi)關(guān)模式 根據(jù) S 是單向?qū)ㄟ€是雙向?qū)ǎ梢詫?ZCS 分為半波模式和全波模式。當(dāng) S 開(kāi)通時(shí)， Lr限制 S 中電流的上升率，從而實(shí)現(xiàn) S 的零電流開(kāi)通。零電流開(kāi)關(guān)有兩種電路方式： L 型和M 型。在開(kāi)關(guān)開(kāi)通之前先使得開(kāi)關(guān)兩端的電壓為零，這就是零電壓開(kāi)關(guān)（ ZVS）。 軟開(kāi)關(guān)技術(shù) 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)就是在切換的過(guò)程中，減少電壓和電流重疊的方法。這種方式可以獲得較高的功率因數(shù)，但是開(kāi)關(guān)管 T 是工作在硬開(kāi)關(guān)方式，開(kāi)關(guān)損耗高，對(duì)器件的要求比較高。此外，相控整流換流過(guò)程還會(huì)影響到電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，由于晶閘管整流存在固有延時(shí)，故采用閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)，其相應(yīng)的快速性較差。 圖 相控整流電路 三相全橋可控整流電路是通過(guò)控制全控整流橋的 開(kāi)通和關(guān)斷來(lái)調(diào)節(jié)直流輸出電壓，可以通過(guò)調(diào)節(jié)該電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱電源的輸出功率。 直流調(diào)功 直流調(diào)功采用相控整流或直流斬波來(lái)改變逆變器的輸入直流電壓的大小，從而將逆變器的功率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化為直流電壓的調(diào)節(jié)。因此這種方式稱為升頻式 PWM 控制，其中， T2， T4 為超前橋臂， T1,T3為滯后橋臂。在 oo 1800 ? 調(diào)節(jié)過(guò)程中，輸出脈寬減小的同時(shí)，將引 起輸出電壓更加超前，這是相對(duì)于輸出電流的相位。因此這種方式稱為降頻式 PWM 控制。 圖 降頻式 PWM 圖 中， ? 滯后 oo 1800 ? 。這種控制方法通常要 求使某一橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出電流的相位一致，另外一個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出電流的相位可以調(diào)節(jié)。這就可以改變輸出電壓的有效值，最終調(diào)節(jié)了輸出功率。這類逆變器輸出電壓為 dU? 的方波。因此，調(diào)節(jié)脈 沖密度就可以改變輸出功率。剩下的 100N 個(gè)單位內(nèi)逆變器不工作，負(fù)載以自然頻率逐漸衰減。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是以負(fù)載的諧振周期作為一個(gè)調(diào)功單位。 脈沖密度調(diào)制法 PDM PDM 工作原理圖如圖 。 圖 PFM 功頻特性曲線 PFM 調(diào)功方式時(shí)逆變調(diào)功中最簡(jiǎn)單的，屬于頻率開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)。串聯(lián)感應(yīng)加熱負(fù)載的等效阻抗為： RjwCjwLZ ??? 1 即 2222 )2 12()1( fCfLRwCwLRZ ?? ?????? （ ） 當(dāng)逆變器的開(kāi)關(guān)頻率 f 變化時(shí)，負(fù)載的功率和頻率特性如下圖 所示。 PFM PFM 調(diào)頻調(diào)功感應(yīng)加熱電源的主電路如圖 所示 。在逆變側(cè)，則可以采用 PFM 調(diào)功， PDM 調(diào)功， PWM 調(diào)功等方法。在電路的整流側(cè)和逆變側(cè)都可以采用調(diào)功。 感應(yīng)加熱電源的調(diào)功方法 由于并聯(lián)諧振電路的調(diào)功比較復(fù)雜。 (b)中并聯(lián)諧振電路處于感性狀態(tài)。 (a) (b) (c) 圖 電流型并聯(lián)諧振逆變電路 (a)中并聯(lián)諧振逆變電路處于諧振狀態(tài)，此時(shí)電流為方波，電壓為 正弦波。由于大電感的存在，為了保持電流連續(xù)，在換流過(guò)程中，上下橋臂 IGBT 必須遵守先開(kāi)通后關(guān)斷的原則，即應(yīng)有一段重疊時(shí)間。當(dāng)負(fù)載 功率因數(shù)不是 1 時(shí)，負(fù)載的無(wú)功電壓分量便會(huì)加在開(kāi)關(guān)器件上，為了避免 IGBT 承受反向電壓而損壞，必須用快速二極管與 IGBT 串聯(lián)。