12MC-中频电源的工作原理.docVIP

12MC－中频电源的工作原理 12MC－中频电源的基本原理，就是通过二个三相桥式整流电路，把50Hz的工频交流电流整流成直流再经过二个滤波器（直流电抗器）进行滤波，最后由逆变器将直流变为单相中频交流电供给负载，其电源系统方框图见图1。 图1 12脉中频电源系统方框图 符号说明：GI—给定积分器 VOC—压控振荡器 CON2—桥2整流电路 VR—电压调节器 1TR—桥1触发电路 INV—逆变电路 CR—电流调节器 2TR—桥2触发电路 BC—偏压电路 CON1—桥1整流电路 SP1—工频电流信号处理机 SP2—中频电压信号处理机 LA—限幅电路 ACCT—工频交流电流互感器 LP—平衡电抗器 一、12MC——三相桥式线路作为整流器的工作情况 三相桥式全控整流电路共有六个桥臂，在同一时刻必须有两个桥臂同时工作才能构成回路。六个桥臂的工作顺序如图2所示。现假定在时间t1-t2（t1-t2的时间间隔为60°电角度，即为一个周波的1/6T），此时SCR1和SCR6同时工作（图2（a）中涂黑的SCR），输出电压为UAB。到时刻t2-t3晶闸管SCR2因受脉冲触发而导通，而SCR6则受BC反压而关断，将电流换给了SCR2，这时SCR1与SCR2同时工作，输出电压即为UAC；到时刻t3-t4，SCR3因受脉冲触发而导通，SCR1受到UAB的反压而关闭，将电流换给了SCR3，SCR2和SCR3同时工作，输出电压为UBC；据此，到时刻t4-t5，t5-t6，t6-t1分别为SCR3和SCR4，SCR4和SCR5，SCR5和SCR6同时工作，加到负载上的输出电压分别为RAB、UCA，UCB，这样即把一个三相交流电进行了全波整流，从上述分析可以看出，在一个周期中，输出电压有六次脉动。 这种整流电路由于在每一瞬间都有两个桥臂同时导通，而且每个桥臂导通时间间隔60°，故对触发脉冲有一定要求，即脉冲的时间间隔须必为60°，我们这里采用的是经过调制的双窄脉冲，脉冲间隔依次为60°。 图2 以上解释的是单路三相整流桥的工作原理，在12MC的整流桥中有二套三相的整流桥，工作原理与上述的三相桥式整流电路完全一样，它们分别换流，各不相同，只是由于两桥的供电电压在相位上互差 30°，故其输出直流电压Ud也相差了30°，当把两桥的输出叠加后，就得到 两桥并联供电的实际电路 每周期脉动为12次的输出电压。整流变压器一个原边（可以采用△形或Y形），两个副边，一个作Y接法，另一个作△接法。分别供电给三相桥式整流，两组整流器的输出并联后共同馈电给L.R负载。 二、单相桥式并联逆变器的工作原理 并联逆变器的基本线路示于图3，图中晶闸管SCR1－SCR4组成了一个桥式电路。Ld为直流电抗器，L为感应炉，C为补偿电容，LC组成一上并联谐振电路。 图3 并联逆变器的基本线路 图3表示一个工作循环的情况，假设在图4中，先是①②导通③④截止，则直流电流Id经电抗器Ld，晶闸管①②的电流流向L.C谐振回路，由于Ld的电感值比较大，Id受Ld的限制基本上保持恒定不变，L.C谐振电路受到一个恒定电流的激励，而产生谐振，振荡电压为正弦波，也就是说电容器两端的电压为正弦波（这相当于图4（a）及图八中时刻t1前的电流电压波形，假定在这一时刻电容器两端的电压极性左端为正，右端为负，电容器两端电压将按正弦波规律变化。 如果我们在电容器两端电压尚未过零之前的某一时刻（图5中的t1时刻）触发晶闸管③④，此时形成晶闸管①②③④同时导通的状态（如图4（b），由于晶闸管③④导通，电容器两端的电压通过晶闸管③④加到晶闸管①②上，使晶闸管①②阳极电压为负，阴极电压为正，晶闸管①②由于承受一个反向电压而迅速关断，也就是说晶闸管①②将电流换给了晶闸管③④。换流以后，直流电流经电抗器Ld，晶闸管③④从相反方向激励了谐波回路。电容器两端电压继续按正弦规律变化，而电容器两端电压的极性变成了左端为负右端为正（如图4（C））。对应的波形图为图5中的t2-t3时刻。在负载中的电流也改变了方向。当电容器右端的正电压再要过零的某一时刻（这相当于图5中的t3时刻），再将晶闸管①②触通，则再次形成晶闸管①②③④同时导通，但在此时是使晶闸管③④承受一个反电压，而将电流换给了晶闸管①②，这就完成了一个工作循环。从上述换流过程中我们可以看出，当晶闸管①②导通时电流自一个方向流入负载，晶闸管①②与③④交替工作的次数，也就决定了输出交流电的频率。 这种变频线路因其换流过程是受负载电路控制的，所以不需要设置另外的强迫换流装置。这是它与其它变频线路的不同之点，由于不需外加强迫换流装置，因此这种变频线路的频率和效率都比较高，适合在大功率的感应加热及熔炼中应用。部分波形见图6