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串联谐振单相全控逆变电路
2021-07-12

串联补偿逆变电路的结构如图所示。


串联谐振单相全控逆变电路


它由三相晶闸管全控整流桥、平滑电感dL、滤波电容dC、单相全控桥逆变电路、续流二极管、串联谐振逆变负载组成。


三相晶闸管全控整流桥将正弦工频交流电整流成脉动直流电dU,通过调节直流电压dU即可调节负载电流。平滑电感 dL 在这里起到切断直流通路的作用。


由于需要恒压源供电,因此需要一个大的滤波电容dC。当 dC 足够大时,输入电压可视为恒压 dU。在电路开始工作之前,电容器dC通过电网储存能量,以方便启动逆变电路。


由四个晶闸管组成的单相全控桥逆变电路将直流电压dU逆变成中频方波电压加到负载电路中。负载电路是由感应线圈和补偿电容组成的串联振荡电路,对工件进行感应加热。通过电感的电流接近于正弦波形。


串联谐振


与并联补偿逆变电路的强制换相工作方式不同,串联补偿逆变电路通过自然换相实现工作晶闸管之间的转换。其工作原理如下:


第一阶段:首先触发晶闸管SCR1和SCR4,电流从正极流入,经过SCR1,串联振荡负载SCR4,然后从负极流出。此时,补偿电容C被充有正负电压。


第二阶段:由于电流波形为正弦波,当电流变为负值时,电流流过与SCR1和SCR4在同一桥臂上的续流二极管D1和D4,同时对SCR1和SCR1施加反压SCR4。关闭 SCR1 和 SCR4。


第三阶段:一段时间后,当SCR1和SCR4完全关闭时,我们同时触发晶闸管SCR2和SCR3。此时,由于晶闸管SCR2和SCR3两端有正压,可以立即导通。电容C通过续流二极管D1、晶闸管SCR2电路、续流二极管D4、晶闸管SCR3电路放电。当电容C放电时,续流二极管D1和D4不再有电流通过,整个回路的电流为:正端流入,串联振荡负载SCR3,负端流出。电容C开始反向充电,左边充负电压,右边充正。


第四阶段:当电流再次变为负值时,电流将继续流过续流二极管D2和D3,同时对SCR2和SCR3施加背压,关闭晶闸管SCR2和SCR3。


第五阶段:当SCR2和SCR3关闭时,我们触发SCR1和SCR4,电容C通过D2、SCR1回路和D3、SCR4回路放电。当电容C放电时,续流二极管D2和D3不再有电流通过,整个回路的电流为:正端流入,串联振荡负载SCR4,负端流出。电容C开始充电,左右分别充正负电压。


以后将重复上述过程。


从上面的分析可以看出,无论是否有触发脉冲,工作的两个晶闸管都会自动关断,前两个晶闸管关断后,另外两个晶闸管会被触发导通,所以串联补偿逆变电路是自然换相过程。

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