低q值中频电源的研究与改进

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1、摘要在新型高效节能冶金设备研制与应用开发项目中，以传统串联补偿逆变电路为基础，针对传统逆变电路的缺点——品质因数Q过高以及续流二极管引入带来的不良影响，完成设计了一种新型的电路结构——．彳氐Q值晶闸管中频电源逆变电路。由于这种新型电路存在能量转化回路，该电路结构能够将逆变电路整体的品质因数Q在电路中的负载线圈、补偿电容选定的情况下，由传统电路的10,---20降低到3左右。从而使得串联补偿电路的累积电压大大降低，因此只需要选择耐压合适的开关管，就可以去除续流二极管，消除续流二极管的不良影响。．本文以去除续流二极管的低Q值中频电源逆变电路为基础，通过理论分析，将低Q值晶

2、闸管中频电源逆变电路做出进一步的改进：一是将电路中的丌关管由半控型器件晶闸管替换为全控型器件IGBT；二是将隔直电容Cd去除，可以使回路中所有虚功能量尽可能转化为实功能量，从而使品质因数Q进一步降低，电路效率提高。并设计了一台功率为200W左右的低Q值IGBT逆变电路的样机，通过测量回路电流及IGBT两端电压的波形数据，验证电路能够起振并稳定工作以及实现品质因数Q的降低。最终电路工作频率达到784Hz左右，品质因数Q降低到1．4左右。总体来说，新型低Q值IGBT中频电源具有以下优点：一是隔直电容去除，品质因数降Q进一步低，电路累积电压大大降低，电路安全性能更好、电路效

3、率更高；二是电路器件较少，结构简化，造价更低；三是采用IGBT作为开关管，可以使得电路向超音频或是高频领域发展，使得这种新型电路不仅可以应用熔炼，还可以应用于淬火、透热、表面热处理等领域，将会创造更大的经济效益。关键词：低Q值；中频电源；IGBT；续流二极管AbstractComparedwithtraditionalseriescompensationinvertercircuit，theshortcomingsoftraditionalinvertercircuitishighqualityfactorQandadverseeffectscausedbythein

4、troductionfreewheelingdiode，wedesignanewcircuitstructure—lowQthyfistorIFpowerinvertercircuit，itisessentiallyahalf-bridgeseriescompensationinvertercircuitwhichissuppliedpowerbyconstantcurrentsource．Thereisaenergyconversioncircuitloopinthenewinvertercircuit，avirtualfunctionCanbeconvertedt

5、otherealamountofthefunctionalcapacityinthecircuit，whentheloadcoilandthecompensationcapacitorisselected，theQofthecircuitCanbereducedtoabout3．Sothatacumulativeseriescompensationcircuitvoltageisgreatlyreduced，thereforeweonlyneedtoselecttheappropriatepressureswitch，thenwecanremovethefreewhe

6、elingdiodetoeliminateadverseeffectscausedbyfreewheelingdiodeinthecircuit．ThispaperisbasedlowQvaluefrequencypowerinvertercircuitwhichhasremovedthefreewheelingdiode，throughtheoreticalanalysis，thelowQthyristorfrequencypowerinvertercircuitcanmakefurtherimprovements：first，thecircuitswitchesC

7、anbereplacedfromasemi-controlleddevicestothefull-controlledthyristordeviceIGBT；second，blockingcapacitorCdwhichisusedtopreventtheinvertersubversionisremoved；wecanmakethecircuitmorevirtualfunctionsintoasolidamountoffunctionalcapacity,SOthatthequalityfactorQisfurtherreduced，thecir