CN104539168A - 一种电感稳流供电电路 - Google Patents

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胡希希
朱晓驰
徐晓亮
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Abstract

本发明涉及中频电源技术领域，旨在提供一种电感稳流供电电路。该电路包括交流电源、负载、限流电感和电流互感器；交流电源通过导线与电流互感器的原边、限流电感串联组成回路，电流互感器的副边与负载相接；所述限流电感的感抗依据交流电源所供电压的和负载所需电流的大小来确定，而感抗则用于确定限流电感的线圈电感量。本发明采用电感提供稳定的电流供电，抗干扰；电流互感器隔离能力强；负载短路即相当于电流互感器二次侧短路时，电流互感器二次侧短路产生的电压很小，根据电流互感器原副边伏安相等原理，对电流互感器原边电压产生的影响很小，所以对供电电源没有破坏性，安全可靠；可以根据供电需要，选择不同感抗的电感，操作方便实用。

Description

一种电感稳流供电电路
技术领域
本发明涉及中频电源技术领域，具体涉及一种电感稳流供电电路。
背景技术
中频电源用于感应加热及冶金铸造领域，功率越来越大，工作电压等级越来越高。由于中频电源的输入端为高压整流器，输出为高压逆变器。整流器及逆变器均为高压大电流开关工作方式。产生两大问题影响设备的可靠性和稳定性：
一是开关工作方式产生大量谐波和电压扰动，导致进线电压的畸变。由此畸变电压供电的控制系统容易被干扰；
二是工作电压等级越来越高，对隔离的要求的越来越高。但是采用传统的控制电源变压器的供电方式，加强隔离会导致带负载能力下降，电压波动大。影响工作稳定性。因此隔离与稳定性是矛盾的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种电感稳流供电电路。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种电感稳流供电电路，包括交流电源、负载、限流电感和电流互感器；交流电源通过导线与电流互感器的原边、限流电感串联组成回路，电流互感器的副边与负载相接；
所述限流电感的感抗依据交流电源所供电压的和负载所需电流的大小来确定，而感抗则用于确定限流电感的线圈电感量，具体为：
XL＝((U1-U3)×U3)/(U4×i’)   (1)
L＝XL/(2π×f)   (2)
设U1为交流电源所供电压，U2为限流电感两端的电压，U3为电流互感器原边两端的电压，U4为电流互感器副边两端的电压，i为电流互感器原边的电流，i’为电流互感器副边的电流，XL为限流电感的感抗，ω为交流发电机运转的角速度，f为频率，L为线圈电感量；根据电流互感器原副边伏安相等的原理，U3×i＝U4×i’,得出i＝U4×i’/U3，感抗XL＝U2/i＝(U1-U3)U3/U4i’。感抗则可以用于确定限流电感的线圈电感量，即XL＝ωL＝2πfL,L＝XL/2πf。
限流电感具有滤波稳流作用，对高次谐波呈现高感抗，降低了高次谐波对负载的影响，限流电感具有电流不能突变的惯性，因此对于电压的扰动，电流变化不明显，起到稳流作用。
所述电流互感器的原副边变比取决于负载所需的电流，即N1∶N2＝i∶i’。变比越大，意味原边电流越大，稳流电感的伏安数越大；变比越小，意味原边电流越小，稳流电感的伏安数越小。
电流互感器的原边呈现的电压U3为副边电压U4的1/(N1：N2)，这个值远小于供电电压220V，所以与限流电感串联后的回路电流仍然决定于限流电感的感抗，I＝(U1-U3)/XL≈U1/XL；
所述电流互感器的副边与负载相连，根据负载的供电要求设计对应电流互感器3的变比，N1：N2＝i∶i’，U3×i＝U4×i’。
本发明中，所述交流电源为50HZ的220V交流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明与现有技术相比具有以下优点：采用电感提供稳定的电流供电，抗干扰；电流互感器隔离能力强；负载短路即相当于电流互感器二次侧短路时，电流互感器二次侧短路产生的电压很小，根据电流互感器原副边伏安相等原理，对电流互感器原边电压产生的影响很小，所以对供电电源没有破坏性，安全可靠；可以根据供电需要，选择不同感抗的电感，操作方便实用。
附图说明
图1为本发明电路图。
附图标记：交流电源1、限流电感2、电流互感器3、负载4。
具体实施方式
以下的实施例可以使本专业技术领域的技术人员更全面的了解本发明，但不以任何方式限制本发明。
如图1所示，本发明实施例为一种电感稳流供电电路，包括交流电源1、限流电感2、电流互感器3和负载4；交流电源1通过导线与电流互感器3的原边、限流电感2串联组成回路，电流互感器3的副边与负载4相接；交流电源1为50HZ的220V交流电。
限流电感2具有滤波稳流作用，对高次谐波呈现高感抗，降低了高次谐波对负载4的影响，限流电感2具有电流不能突变的惯性，因此对于电压的扰动，电流变化不明显，起到稳流作用。
所述限流电感2的感抗是依据所供电压的和所需电流的大小来设计；所供电压为U1，限流电感两端的电压为U2，电流互感器原边两端的电压为U3，电流互感器原边的电流为i,电流互感器副边两端的电压为U4，电流互感器副边的电流为i’,根据电流互感器原副边伏安相等的原理，U3×i＝U4×i’,得出i＝U4×I’/U3，
感抗XL＝U2/i＝(U1-U3)U3/U4i’。感抗可以确定限流电感的线圈电感量，XL＝ωL＝2πfL,XL为限流电感的感抗，ω是交流发电机运转的角速度，f是频率，L是线圈电感量。
电流互感器3的原边呈现的电压U3为副边电压U4的1/(N1：N2)，这个值远小于供电电压220V，所以与限流电感串联后的回路电流仍然决定于限流电感的感抗，i＝(U1-U3)/XL≈U1/XL；
电流互感器3的副边与负载4相连，根据负载4的供电要求设计对应电流互感器3的变比，N1：N2＝i:i’,U3×i＝U4×i’。
电流互感器3原副边变比取决于负载4所需的电流，变比越大，意味原边电流越大，稳流电感2的伏安数越大；变比越小，意味原边电流越小，稳流电感2的伏安数越小。
若选用5A:0.1A的电流互感器3，副边电流i’为0.1A，副边供电电压U4为5V，根据电流互感器3原副边伏安相等的原理，原边电流i为5A，原边电压为U3为0.1V，经过电流互感器原边的压降为0.1V，对限流电感2的端电压几乎没有影响。
因此，本发明的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本发明的所有等效方案。

Claims (2)

1.一种电感稳流供电电路，包括交流电源与负载；其特征在于，还包括限流电感和电流互感器；交流电源通过导线与电流互感器的原边、限流电感串联组成回路，电流互感器的副边与负载相接；
所述限流电感的感抗依据交流电源所供电压的和负载所需电流的大小来确定，而感抗则用于确定限流电感的线圈电感量，具体为：
XL＝((U1-U3)×U3)/(U4×i’)     (1)
L＝XL/(2π×f)                  (2)
式中，XL为限流电感的感抗，U1为交流电源所供电压，U3为电流互感器原边两端的电压，U4为电流互感器副边两端的电压，i’为电流互感器副边的电流，L为线圈电感量，f为交流发电机运转的频率；
所述电流互感器的原副边变比取决于负载所需的电流，即N1∶N2＝i∶i’。
2.根据权利要求1中所述的电感稳流供电电路，其特征在于，所述交流电源为50HZ的220V交流电。
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