CN102594194A - 一种电流谐振式感应逆变装置 - Google Patents

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谭国俊
耿程飞
李�浩
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Abstract

本发明公开一种电流谐振式感应逆变装置，属于逆变设备技术领域，包括三相不可控整流电源，电解电容C1，不可控整流输出的正极端A、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1和IGBT2的集电极，不可控整流电源的负极端B、电解电容C1的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT3和IGBT4的发射极，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极连接差模电感T1的输入端，绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极连接差模电感T1的另一输入端，差模电感T1的两个输入端为异名端，差模电感T1的两个输出端分别连接补偿电容C2和感应加热线圈T2的两端。有益效果是保证加热功率的同时简化电路结构，可以控制电源功率，进而实现温度的精确控制。

Description

一种电流谐振式感应逆变装置
技术领域
本发明涉及一种电流谐振式感应逆变装置，属于逆变设备技术领域。
背景技术
近年来，随着电力电子技术和控制技术的全面发展，电力电子装置已经被广泛使用。感应加热炉具有加热速度快、时间短、节能、设备启动快等优点，在铝型材挤压行业广泛应用的感应透热炉就是利用了该原理。传统的感应加热炉电气控制部分是利用三相电源作为动力源，需要加上平衡电抗器和补偿电容器才能补偿一定的功率因数，不足之处在于由于电源功率不可控，因此温度也不好控制，不太适于温度要求比较精确的场合使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电流谐振式感应逆变装置，该装置电路结构简单、控制灵活、能够实现温度的精确控制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电流谐振式感应逆变装置，包括三相不可控整流电源，电解电容C1，还包括四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4，不可控整流输出的正极端A、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1和IGBT2的集电极，不可控整流电源的负极端B、电解电容C1的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT3和IGBT4的发射极，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极连接差模电感T1的输入端，绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极连接差模电感T1的另一输入端，差模电感T1的两个输入端为异名端，差模电感T1的两个输出端分别连接补偿电容C2和感应加热线圈T2的两端，四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4分别与一个二极管并联，绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的集电极和发射极分别与二极管阴极和阳极电连接。
电解电容C1由多个电解电容串联、并联或者串联并联混合组成。
本发明的有益效果是：保证加热功率的同时简化电路结构，用正弦波脉宽调制SPWM方式来控制绝缘栅双极晶体管的导通与关断，可以控制电源功率，进而实现温度的精确控制。
附图说明
图1为本发明的三相供电回路图；
图2为本发明的逆变拓扑结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种电流谐振式感应逆变装置，包括三相不可控整流电源，电解电容C1，还包括四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4，不可控整流输出的正极端A、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1和IGBT2的集电极，不可控整流电源的负极端B、电解电容C1的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT3和IGBT4的发射极，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极连接差模电感T1的输入端，绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极连接差模电感T1的另一输入端，差模电感T1的两个输入端为异名端，差模电感T1的两个输出端分别连接补偿电容C2和感应加热线圈T2的两端，四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4分别与一个二极管并联，绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的集电极和发射极分别与二极管阴极和阳极电连接。图1为常用的三相不可控整流电源，由6个不可控大功率整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，L1、L2、L3为三相交流电源进线，交流电经整流后为中间的电解电容C1提供电能。图2为逆变部分，负责将前面的直流电能逆变成可控的交流电。
本发明采用正弦波脉宽调制SPWM方式来控制绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的导通与关断，使逆变器输出SPWM波，在差模电感T1的前端为SPWM电压波，经过差模电感T1，输出为正弦电流波形。正弦电流波形经过补偿电容C2和加热线圈T2形成电流谐振，因此在感应线圈T2的电流可以大大提高，增强了感应炉内的磁通量，进而提高了加热功率。正弦波脉宽调制SPWM技术，就是通过控制调制波频率F和调制度M来改变输出SPWM的频率和大小。通过改变调制度M的值，进而使电源功率可以控制，调节调制波频率F可以使电源工作在最佳谐振状态。在感应电源工作时，通过热电偶实时反馈感应炉体内的温度，将温度值反馈给控制系统，利用自动控制原理来改变调制度M值，从而实现了功率的自动调节，进而实现了温度的精确控制。
电解电容C1由多个电解电容串联、并联或者串联并联混合组成，目的在于增大中间滤波环节容量，以及电容器的耐压值，以适应不同级别功率装置的使用要求。
四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4可由门极可关断晶闸管GTO、集成门极换流晶闸管IGCT、电力晶体管BJT或电力场效应晶体管Power MOSFET来代替，以门极可关断晶闸管GTO为例，对于门极可关断晶闸管GTO代替绝缘栅双极晶体管IGBT的连接方式来说，GTO的门极、阳极和阴极分别代替IGBT的门极、集电极和发射极，控制方式和达到的效果和使用绝缘栅双极晶体管IGBT是一样的。对于集成门极换流晶闸管IGCT、电力晶体管BJT和电力场效应晶体管Power MOSFET代替绝缘栅双极晶体管IGBT的连接方式和效果与用门极可关断晶闸管GTO代替绝缘栅双极晶体管IGBT的连接方式和效果相同。

Claims (2)

1. 一种电流谐振式感应逆变装置，包括三相不可控整流电源，电解电容C1，其特征在于，还包括四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4，不可控整流输出的正极端A、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1和IGBT2的集电极，不可控整流电源的负极端B、电解电容C1的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT3和IGBT4的发射极，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极连接差模电感T1的输入端，绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极连接差模电感T1的另一输入端，差模电感T1的两个输入端为异名端，差模电感T1的两个输出端分别连接补偿电容C2和感应加热线圈T2的两端，四个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4分别与一个二极管并联，绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的集电极和发射极分别与二极管阴极和阳极电连接。
2. 根据权利要求1所述的一种电流谐振式感应逆变装置，其特征在于，所述的电解电容C1由多个电解电容串联、并联或者串联并联混合组成。
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