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    串联中频炉主要以半桥逆变电路为主的理由

    串联中频炉逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种:直流侧是电压源的称为电压型逆变电路;直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。本设计采用的是电压型逆变电路。

    串联中频炉电路有以下主要特点:

    ①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

    ②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

    ③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用,为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

    串联谐振逆变电路可分为全桥逆变电路和半桥逆变电路,目前串联谐振式电炉主要以半桥逆变电路为主。

    半桥逆变主电路图如图5-1所示

    (a)

    图5-1 半桥逆变主电路及其工作波形

    半桥逆变电路原理图如图5-1(a)所示,它有两个桥臂,每一个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容,两个电容的连接点便成为直流电源的中点。负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。

       设开关器件VT1VT2的栅极信号在一个周期内各有半周正偏,半周反偏,且二者互补。当负载为感性时,其工作波形如图5-1(b)所示,。输出电压为矩形波,其幅值为UM=UD/2。输出电流I0波形随负载情况而异。设T2时刻以前VT1为通态,VT2为断态。T2时刻给VT1关断信号,给VT2开通信号,则VT1关断,但感性负载中的电流不能立即改变方向,于是VD2导通续流。当T3时刻将为零时,VD2截止,VT2开通,IO开始反向。同样,在T4时刻给关断信号,给VT1开通信号后,VT2关断,VD1先导通续流,T5时刻VT1才开通。各段时间内导通器件的名称标于图5-1的下部。

    VT1VT2为通态时,负载电流和电压同方向,直流侧向负载提供能量;而当VD1VD2为通态时,负载电流和电压反向,负载电感中储存的能量向直流侧反馈,即负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧。反馈回的能量暂时储存在直流侧电容器中,直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用。因为二极管VD1,VD2是负载向直流侧反馈能量的通道,故称为反馈二极管;又因为VD1,VD2起着使负载电流连续的作用,因此又称为续流二极管。

    半桥逆变电路的优点是简单,使用器件少。其缺点是输出交流电压的幅值Um/2仅为Ud/2,且直流侧需要两个电容器串联,工作时还要控制两个电容器电压的均衡。因此,半桥电路常用于小功率逆变电路为主的理由

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