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中频炉逆变器工作的理论基础

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中频炉逆变器工作的理论基础

1.中频炉逆变器工作的理论基础

为说明中频炉工作原理,先回顾—下电路基础中并联谐振的概念,建立该无源逆变电路的理论基础。在电感和电容并联的电路中,当电容的大小变化恰好使电路中负载两端电压与输入电流同相位时,即电源输出的电能全部被负载电阻消耗,负载便成为电5且陛,此时该电路发生了并联谐振,电路相量图如图2所示。

电路发生并联谐振时,是并联电容对感性负载的完全补偿,电源无需对负载提供无功功率,只需对负载回路提供电阻所需要的有功功率。此时,电路输入总电流最小,两分支电流往往大于电路输入总电流,因此,并联谐振也称为电流谐振。电路发生并联谐振时,电感支路和电容支路中会流过很大的电流,容易造成各支路熔断器熔断或烧毁电气设备。因此,电路设计需考虑各分支电流的影响。

2.中频炉中逆变电路的工作原理分析

下面通过该逆变电路工作过程,学习电流型逆变电路工作原理。中频电炉并联逆变电路如图3。图3中,  一 。组成桥式逆变电路,  直流滤波电感,L、沩感应炉等效电路参数。该参数取决于感应炉当时的负载,并随着工作条件、工件温度、时间等因素而变化,c为感应炉并联补偿电容,由上、r、c组成并联谐振电路。c 为电容分支电路电流采样元件。

逆变桥每一臂为2只晶闸管和2支限流电抗器串联,桥臂中点与负载相联。限流电抗器限制逆变桥晶闸管导通时电流上升率(di/dt),使其不超过允许数值。如果桥臂。轮流导通,便可将直流电流Id逆变为交替流动的中频梯形波电流 输出。为使逆变器正常工作,其工作频率应高于负载谐振频率。 此时,负载回路对输入中频梯形电流中高次谐波电流呈现低阻抗,高次谐波电流通过并联电容短路(容抗Xc=1/2fC)。对 中频梯形波电流中基波电流呈现高阻抗,使逆变器输出电压接近正弦波。逆变电路有关波形示于图6。逆变器电路工作原理分析如下: 电路工作时,在一个周期(逆变器输出频率对应周期)内,存在两个稳定导通阶段和两个换流阶段。两个稳定导通阶段是: 稳定导通阶段,如图4(a) 隐定导通阶段,如图4(b)。