串聯(lián)諧振功率調節的分析
發(fā)布時(shí)間:2020-07-01 16:35:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
多種調功方式的分析比較
根據逆變器的功率調節方式的不同,可以將串聯(lián)逆變器的功率調節方法分為兩種:
(1) 直流調功:這種方法是通過(guò)調節輸入的直流電壓的幅值來(lái)調節輸出功率。直流側調功即在逆變器的直流電源側通過(guò)對逆變環(huán)節輸入電壓值的調節實(shí)現對逆變器輸出功率的調節。通常有兩類(lèi)直流側調功方式:相控整流調功和直流斬波調功。
①相控整流調功方式:由六只晶閘管組成三相全控橋整流電路如圖3.1所示。
三相全控橋整流方式是通過(guò)控制構成全控整流橋的六只晶閘管的通斷來(lái)調節直流部分的電壓,通過(guò)調節該輸出直流電壓來(lái)調節感應加熱電源輸出的功率。
優(yōu)點(diǎn):直流調功的功率調節得范圍比較大,而且有比較高的線(xiàn)性度。
缺點(diǎn):對晶閘管移相角的調節會(huì )直接影響到網(wǎng)側功率因數,尤其在移相角比較大的情況下,電源的進(jìn)線(xiàn)端輸入電流波形質(zhì)量很差,因此網(wǎng)側功率因數很低,對電網(wǎng)會(huì )形成很大的污染。三相全控整流調壓電路的電磁干擾非常大,對周?chē)渌姎庠O備以及自身的控制電路將產(chǎn)生很大干擾。此外,相控整流在換流過(guò)程中還會(huì )使電網(wǎng)電壓變得不穩定,由于晶閘管整流換相時(shí)存在著(zhù)固有延時(shí),因此采用閉環(huán)系統調節時(shí)其響應的速度受到制約。
②直流斬波調功方式:整流由六個(gè)二極管實(shí)現不控整流,直流部分增加一個(gè)斬控電路,其原理圖如圖3.2所示。
在斬控電路中通過(guò)調節開(kāi)關(guān)器件的占空比改變供給逆變部分的直流電壓,從而改變系統的輸出功率,逆變器通過(guò)鎖相電路使負載工作在諧振或準諧振狀態(tài)。
優(yōu)點(diǎn):直流斬波調功采用不控整流,網(wǎng)側功率因數比較高。負載部分通過(guò)鎖相電路來(lái)跟隨負載的固有頻率使得逆變器工作在諧振或準諧振狀態(tài),這樣逆變部分的開(kāi)關(guān)損耗就可以降到很低。工作時(shí)負載功率因數角接近于零,對于在加熱過(guò)程中參數變化不大的工件來(lái)說(shuō)通過(guò)檢測負載上的電壓或電流就能夠實(shí)現較為精確的功率調節,這在某些特殊要求的場(chǎng)合是很有優(yōu)勢的。
缺點(diǎn):設備復雜,控制環(huán)節增多,使整個(gè)控制系統結構復雜。由于斬控電路的加入,會(huì )影響到整機的效率和安全性。斬波器功率器件要工作在大電流開(kāi)關(guān)狀態(tài),對器件的要求高,損耗也大。
(2) 逆變調功方式:這種方法可以通過(guò)調節輸出電壓的頻率來(lái)調節負載功率因數,也可以通過(guò)調節輸出電壓的有效值的大小(調節占空比)來(lái)實(shí)現功率調節,原理圖如圖3.3所示。
逆變側調功即在逆變器側通過(guò)對逆變環(huán)節功率器件開(kāi)通關(guān)斷的控制改變逆變器輸出電壓的參數從而實(shí)現對逆變器輸出功率的調節。常見(jiàn)的逆變調功方法主要有脈沖頻率調制法(PFM)、移相 PWM 調制法、脈沖密度調制法(PDM)、正弦脈寬調制法(SPWM),下面分別進(jìn)行介紹。采用逆變側調功方案,就可以在直流側采用不可控整流,簡(jiǎn)化整流器控制電路,提高系統整體網(wǎng)側功率因數,同時(shí)逆變側功率調節的響應速度比采用直流側調節要快。由圖 3.3 可知,采用三相橋式不控整流電路,直流側僅采用一個(gè)電容濾波,逆變調功方案的主電路與直流調功方案的主電路相比要簡(jiǎn)單,但是它增加了逆變環(huán)節控制的難度,尤其是增加了負載頻率跟蹤控制的難度。