[拼音]:binglian nibian dianlu
[外文]:parallel inverting circuit
具有并联谐振式负载的逆变电路。生产中用以构成静止式中频加热电源。并联逆变电路有两个特点:
(1)直流电源为电流源,逆变入端串联大电感Ld,因而入端电流id平滑连续(见电流型逆变电路);
(2)负载是处于高端失谐的并联谐振电路,呈容性,故可采用负载换流方式(见负载换流式逆变电路)。因此,并联逆变电路也是一种负载换流式电流型逆变电路。
工作原理图1中 LH代表含有加热工件的感应线圈。
![图](/d/bkimg/2022110811/fyofwxi2xvl.webp)
为了提高负载端的功率因数,在LH两端并联补偿电容CH,组成并联谐振式负载电路。其固有谐振角频率ω0可近似表示为
![公式 符号](/d/bkimg/2022110811/qw1ttkjlomm.webp)
由并联谐振电路分析可知,若外加电源的角频率ω=ω0,则电路处于谐振状态,电路呈纯阻性;若ω>ω0,则电路处于高端失谐状态,呈容性。
图1中逆变电路采用桥式结构,各导电臂均用普通晶闸管组成。当T1T3导通而T2T4阻断时,ia=Id;当T2T4导通而T1T3阻断时,ia=-Id;当T1~T4轮番通断时,ia即为交变方波(图2),
![图](/d/bkimg/2022110811/ojm2t5zel2u.webp)
方波幅值为Id,重复角频率ω 则取决于T1~T4门极控制脉冲。当ω >ω0时,负载将呈容性,可以利用负载电压ua作为换流电压关断退出导通的开关元件,因而即使采用普通晶闸管时也无需设置专门的换流电路。
尽管并联逆变电路的输出电流ia为交变方波,但这一电路的输出电压ua却近似为正弦波(图2)。这是由于ia中基波以外的电流谐波均从负载电容CH中旁路的缘故。
并联逆变电路的直流电源采用相控整流电路如图 1所示。该电路的作用有以下两个。
(1)调节逆变输出功率PH。若忽略逆变电路损耗,应有
PH=Pd=UdId
式中Pd为直流功率,Ud为直流电压平均值,Id为直流电流id平均值。由式可见,在相同的负载下,改变Ud就可实现PH的调节。由相控整流电路分析可知
Ud=2.35U2cosα
式中U2为电网相电压方均根值,α为滞后控制角。上两式表明,改变α 即可调节PH。
(2)抑制故障电流。当逆变电路产生故障时,如果T1、T4同时导通,则直流电源将沿电感Ld短路,如不加以控制,将流过很大的短路电流。由相控整流电路分析可知,在图1所示电路的情况下,如果α>90°, 整流电路将转入逆变工作状态,负载端电能将反馈回交流电网。因此,采用这种方法,当逆变端产生短路电流时,使α>90°,则原先贮存在Ld中的能量将返回电网,从而抑制故障电流。
应用领域并联逆变电路的典型应用是构成静止式中频加热电源。它的技术经济指标均比旋转式中频机组优越,因而得到广泛应用。它的最高单台容量为2MW,多台并联达10MW。中国产并联逆变电路能输出频率从1kHz至10kHz不同规格的交流电能,单机最高容量为500kW,多台并联最高容量为2000kW,工业上被广泛应用于感应加热领域,对金属进行熔炼或对工件进行透热和淬火。在60年代以前,传统感应加热电源是旋转式中频机组。60年代末期,出现了由晶闸管组成的静止式中频加热电源。由于后者具有易于生产、控制方便、低噪声、无需基建投资、高效率、节约铜材等优点,正逐步取代了旋转式中频机组。截至1985年,中国已有近5000台静止式中频加热电源投入运行,分别应用于机械、冶金、交通、造船、军工、轻工等行业。