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    通用串联逆变中频炉频率选择好方法

    串联逆变中频炉用作保温和熔炼两用的感应加热电源,其工作频率为150-300Hz,输出功率为1500kW,采用国际上通用的三相50Hz、575V电源供电。 

    1主电路 

    图1-7-1所示为串联逆变中频炉主电路原理图。晶闸管KP1~3和二极管ZP1~3组成三相半控桥式整流电路,将工频电能整流,并经Ld和CF滤波,成恒定直流电压供给逆变器。R1-6和C1-6组成浪涌电压吸收电路。C7、R7和继电器CJ、氖灯ND组成缺相和相序检测的指示和保护电路。在正常情况下,氖灯亮,CJ吸合,一旦缺相或相序不对,则灯灭,CJ释放。ZD1为续流二极管。R8给CF、G9、C10提供放电通路。 

    串联逆变中频炉虽然采用晶闸管半控整流电路,但不用它调压,只用它实现软起动和在故障时作为电子开关,快速切断电源。正常工作时,晶闸管总是处于全导通状态,以便电同供电具有高的功率因数和无谐波干扰。 

    逆变器由晶闸管KS1.2、二极管ZS1.2和电容器C9、c10成单相逆变桥。C9、C10的规格相同。L、R为感应炉的等效电感和电阻。并联在晶闸管KS1.2两端的Rp为均压电阻,Rs1.2、Cs和Ds组成浪涌电压吸收电路。电感L1和L2用于抑制器件换流时的浪涌电流,但请注意,L1和L2也是谐振电路的一部分,其大小会影响逆变器的工作频率。 

    逆变器的工作波形如图1-7-2所示。其工作过程如下:恒定的直流电压Ud被电容器C9、C10均分,它们都充有上正下负电压。此时(t=t0),触发KS1,则流过感应炉的电流由两部分组成(见图1-7-1的实线箭头所示)。一是C9的放电电流:C9上端—L1—KS1—L、R—C9下端。另一路是C10的充电电流:CF上端一L1一KS1一L、R-C10—CF下端。这两路都是同一谐振电路的一部分,前者由C9、L1、L、R组成;后者由C10、L1、L、R组成。由于C9=C10,因而两电路的工作频率相同,等于由C( =C9+C10)、L、R、L1组成电路的谐振频率。当t=t1时,C9放电结束,即其上电压为零,C10上充电电压必定为Ud,因为CF两端电压Ud恒定,其值等于C9和C10上电压之和。这时,流过L、R的电流iLZ大,在L和L1中储蓄的磁场能量作用下,维持上述两路电流继续流通,使C9反向充电成下正上负,而C10则从Ud值继续升高,直到t=t2时,磁场能量降至零。这时,C9上反压和C10上电压都达Z大值,到此流过感应炉(L、R)的电流正好为半个正弦波。接着在电容电压的作用下,形成两路和前述两路路径基本相同(只是ZS1代替KS1流电流)、方向完全相反的电流。此电流仍按正弦规律变化,直到t=t4,C9又正向充电到 1/2Ud,C10的电压也恢复为1/2Ud,电流降至零,流过感应炉的电流正好为一正弦负半波。接着当t=t4时,触发KS2,发生如图1-7-1中虚线箭头所示的工作过程。即C10经L、R、KS2、L2放电,C9经L、R、KS2、L2被充电,流过感应炉的电流同样是由两部分组成,其频率等于由C、L、R、L2组成电路的谐振频率。由于L1=L2因而触发KS1和触发KS2时,流过感应炉的电流频率必定相同。 

    显然,上述工作过程和一般串联逆变中频炉中的晶闸管的触发频率等于电路固有振荡频率的一半时是一样的,即负载按电路固有振荡半周期从电源获取能量,另一半周期又将能量送回电源。因此,负载取得的功率很小,为了使负载获得Z大功率,必须提高晶闸管的触发频率,使之接近电路固有振荡频率。其接近程度则受逆变晶闸管的关断时间的限制。 

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