基于晶闸管关断时间控制的高效中频电源

    关键词：中频电源；功率因数角φ调节；关断时间控制

1 概述

常规中频电源是由AC/DC可控整流器与单相DC/AC电流型并联谐振逆变器组成的，它在感应加热熔炼过程中的正常工作如图1所示，是以负载电路中的电流iH超前其电压uH为前提条件的。逆变电路中晶闸管的超前触发时间应大于晶闸管关断时间，即

t>（γ＋δ）/ω   （1）

式中：γ为晶闸管换流重叠角；

δ为恢复角；

ω为中频电源角频率。

设β为超前触发角，为保证安全换流，应考虑安全裕量角θ，则

β=γ＋δ＋θ   （2）

负载电流iH的基波超前其电压uH的角度?称为负载超前功率因数角，从图1（b）可见

φ=γ/2＋δ＋θ   （3）

当中频电源用于熔炼金属时，其被熔炼材料大多为铁磁材料，负载电路的谐振角频率ω随炉温升高而增大。从式（2）可知，这会导致超前触发时间

t=β/ω=(γ＋δ＋θ)/ω

减少，也会使超前功率因数角φ变小，若换流重叠角γ及θ不变，这意味着晶闸管的关断恢复角δ减小，因而有可能导致逆变失败。可见，当实际恢复关断时间减小时，为确保电源的安全运行，要及时调节触发角β或超前功率因数角φ。
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2 中频电源实现高效控制原理