中频电源的工作原理.doc

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1、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112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

2、、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

3、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12M

4、C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，L

5、C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

6、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

7、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所示，对应的线路见图6所示。图4逆变器的工作过程图5流过逆变器负载上的电流电压波形图6

8、逆变器各点波形三、调节保护电路1．给定积分器GI：其作用是把突然变