4.6負(fù)載換流式逆變電路電力電子技術(shù)(第5版)第4章無源逆變電路4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路

負(fù)載為中頻電爐，實(shí)際上是一個(gè)感應(yīng)線圈，圖中L和R串聯(lián)為其等效電路。因?yàn)樨?fù)載功率因數(shù)很低，故并聯(lián)補(bǔ)償電容器C。電容C和電感L、電阻R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，所以稱這種電路為并聯(lián)諧振式逆變電路。采用負(fù)載換流，即要求負(fù)載電流超前電壓，因此，補(bǔ)償電容應(yīng)使負(fù)載過補(bǔ)償，使負(fù)載電路工作在容性小失諧情況下。圖4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路的原理圖

１、電路結(jié)構(gòu):大濾波電感小電感，限制晶閘管電流上升率4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路

并聯(lián)諧振式逆變電路屬電流型，故其交流輸出電流波形接近矩形波，其中包含基波和各次諧波。工作時(shí)晶閘管交替觸發(fā)的頻率應(yīng)接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對基波呈現(xiàn)高阻抗，而對諧波呈現(xiàn)低阻抗，諧波在負(fù)載電路上幾乎不產(chǎn)生壓降，因此，負(fù)載電壓波形為正弦波。又因基波頻率稍大于負(fù)載諧振頻率，負(fù)載電路呈容性，io超前電壓uo一定角度，達(dá)到自動(dòng)換流關(guān)斷晶閘管的目的。

２、工作原理：圖4.6.2并聯(lián)諧振式逆變電路換流的工作過程

4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路

t2時(shí)刻觸發(fā)T2，T3

，電路開始換流。由于T2，T3導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載兩端電壓施加到T1，T4的兩端，使T1，T4承受負(fù)壓關(guān)斷。由于每個(gè)晶閘管都串有換相電抗器LT

，故T1和T4在t2時(shí)刻不能立刻關(guān)斷，T2，T3中的電流也不能立刻增大到穩(wěn)定值。在換流期間，四個(gè)晶閘管都導(dǎo)通，由于時(shí)間短和大電感Ld的恒流作用，電源不會(huì)短路。當(dāng)t=t4時(shí)刻，T1、T4電流減至零而關(guān)斷，直流側(cè)電流Id全部從T1、T4轉(zhuǎn)移到T2、T3

，換流過程結(jié)束。t4-t2=tr稱為換流時(shí)間。T1、T4中的電流下降到零以后，還需一段時(shí)間后才能恢復(fù)正向阻斷能力，因此換流結(jié)束以后，還要使T1、T4承受一段反壓時(shí)間tβ才能保證可靠關(guān)斷。tβ=t5－t4應(yīng)大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq。

2、工作原理圖4.6.3并聯(lián)諧振式逆變電路的工作波形

4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路

為了保證電路可靠換流，必須在輸出電壓u0過零前t?時(shí)刻觸發(fā)T2、T3，稱t?為觸發(fā)引前時(shí)間。為了安全起見，必須使

式中k為大于1的安全系數(shù)，一般取為2~3。 負(fù)載的功率因數(shù)角φ由負(fù)載電流與電壓的相位差決定，從圖4.6.3可知：

其中ω為電路的工作頻率。圖4.6.3并聯(lián)諧振式逆變電路的工作波形

（4.6.1）（4.6.1）2、工作原理4.6.1并聯(lián)諧振式逆變電路

(4.6.4)(4.6.5)(4.6.7)基波電流有效值逆變電路的輸入功率Pi為

逆變電路的輸出功率Po為因?yàn)镻o=Pi，于是可求得②負(fù)載電壓有效值U0和直流電壓Ud的關(guān)系：①負(fù)載電流i0和直流側(cè)電流Id的關(guān)系：如果忽略換流過程，i0為矩形波。展開成傅氏級(jí)數(shù)得(4.6.3)(4.6.6)3、參數(shù)計(jì)算4.6.2串聯(lián)諧振式逆變電路其直流側(cè)采用不可控整流電路和大電容濾波，從而構(gòu)成電壓型逆變電路。電路為了續(xù)流，設(shè)置了反并聯(lián)二極管D1~D4。補(bǔ)償電容C和負(fù)載電感線圈構(gòu)成串聯(lián)諧振電路。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流，要求補(bǔ)償以后的總負(fù)載呈容性。圖4.6.4串聯(lián)諧振式逆變電路

1、電路結(jié)構(gòu)4.6.2串聯(lián)諧振式逆變電路設(shè)晶閘管T1、T4導(dǎo)通，電流從A流向B，uo左正右負(fù)。由于電流超前電壓，當(dāng)t=t1時(shí)，電流為零。當(dāng)t>t1時(shí)，電流反向。由于T2、T3未導(dǎo)通，反向電流通過二極管D1、D4續(xù)流，T1、T4承受反壓關(guān)斷。當(dāng)t=t2時(shí)，觸發(fā)T2、T3，負(fù)載兩端電壓極性反向，即左負(fù)右正，D1、D4截止，電流從T2、T3中流過。當(dāng)t>t3時(shí)，電流再次反向，電流通過D2、D3續(xù)流，T2、T3承受反壓關(guān)斷。當(dāng)