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串联谐振单相全桥逆变电路的设计
2021-07-01

  串联补偿逆变电路的结构如图1所示。

  它由三相晶闸管全控整流桥、平波电感Ld、滤波电容Cd、单相全控桥式逆变电路、续流二极管、串联谐振逆变器负载构成。

  三相晶闸管全控整流桥将正弦的工频交流电整流成脉动的直流电Ud,可通过调节直流电压Ud来调节负载电流,平波电感Ld在此起切断直流通路的作用。

图片.png


  由于要求恒压源供电,所以需要一个很大的滤波电容Cd,当Cd足够大时,可以认为输入电压是恒压Ud,在电路还没开始工作前,电容Cd就通过电网储能,以便于启动逆变电路。

  由四只晶闸管构成的单相全控桥式逆变电路将直流电压Ud逆变为中频方波电压,并将它加到负载电路,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正弦波形。

串联谐振

  与并联补偿逆变电路的强迫换流工作方式不同,串联补偿逆变电路是通过自然换流来实现工作晶闸管之间转换的,其工作原理如下:

  第一阶段:首先触发晶闸管SCR1、SCR4,电流通过正端流入,经过SCR1、串联振荡负载、SCR4,再由负端流出,此时补偿电容C充上了左正右负的电压。

  第二阶段:由于电流波形为正弦波,当电流变为负的时候,电流就通过与SCR1、SCR4 同桥臂的续流二极管D1、D4续流,同时给SCR1、SCR4 加上了反压,使SCR1、SCR4关断。

  第三阶段:经过一段时间,当SCR1、SCR4 完全关断后,我们同时触发晶闸管SCR2和SCR3,此时由于晶闸管SCR2、SCR3两端均加有正压,因此马上就能导通,电容C通过续流二极管D1、晶闸管SCR2回路和续流二极管D4、晶闸管SCR3回路放电。当电容C放电完成后,续流二极管D1、D4中不再通过电流,整个回路电流走向为:正端流入,经过SCR2、串联振荡负载、SCR3,负端流出,电容C开始反充电,充上左负右正的电压。

  第四阶段:当电流再一次变为负时,电流将通过续流二极管D2、D3续流,同时给SCR2、SCR3加上反压,使晶闸管SCR2、SCR3关断。

  第五阶段:当SCR2、SCR3 关断后,我们触发SCR1、SCR4,电容C通过D2、SCR1回路和D3、SCR4回路放电。当电容C放电完成后,续流二极管D2、D3中不再通过电流,整个回路电流走向为:正端流入,经过SCR1、串联振荡负载、SCR4,负端流出,电容C开始充电,充上左正右负的电压。

  以后开始重复以上过程。

  由上述分析可知,不管有没有触发脉冲,工作的两只晶闸管都会自动关断,而另外两只晶闸管在前两只晶闸管关断后才被触发导通,因此串联补偿逆变电路为自然换流过程。

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