ES2274323T3 - Metodo para la alimentacion de un horno de induccion o un inductor. - Google Patents
Metodo para la alimentacion de un horno de induccion o un inductor. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2274323T3 ES2274323T3 ES03815695T ES03815695T ES2274323T3 ES 2274323 T3 ES2274323 T3 ES 2274323T3 ES 03815695 T ES03815695 T ES 03815695T ES 03815695 T ES03815695 T ES 03815695T ES 2274323 T3 ES2274323 T3 ES 2274323T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- voltage
- current
- circuit
- resonance
- modulation factor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/04—Sources of current
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
- H05B6/067—Control, e.g. of temperature, of power for melting furnaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
Abstract
Un método para la alimentación de un horno de inducción o de un inductor con al menos un ondulador (2A, 2B, 2C), que se alimenta por al menos un rectificador (1, 1A, 1B, 1C) mediante al menos un circuito intermedio de tensión con un condensador de circuito intermedio (21A, 21B, 21C), donde al menos un condensador de resonancia (17, 18) junto con la parte inductiva (19) y la parte óhmica (20) de la carga óhmica inductiva (16) formada por el horno de inducción o el inductor forman un circuito de resonancia paralelo (15), caracterizado porque -en dependencia de la tensión de funcionamiento actual (URL) y de la potencia de funcionamiento actual (pI) se forma un factor de modulación (m) y se le conduce hacia un modulador de duración de impulsos (7), el cual determina, a partir de esto, el tiempo de flujo de corriente (tm) para los conmutadores semiconductores desconectables de los onduladores, -donde el inicio de cada tiempo de flujo de corriente (tm), y con ello el encendido de los conmutadoressemiconductores, se produce estrictamente sincronizado con el pasaje por cero de la tensión de funcionamiento, y el momento del apagado de los conmutadores semiconductores que conducen corriente se fija en dependencia del tiempo de flujo de corriente (tm), -donde la frecuencia de funcionamiento del horno de inducción o del inductor siempre es exactamente igual a la frecuencia de resonancia del circuito de resonancia paralelo y, si hay modificaciones de los parámetros del circuito de resonancia durante el funcionamiento, la frecuencia de funcionamiento se adapta automáticamente a la frecuencia de resonancia que se modifica -y donde, en los procesos de encendido, los valores de la tensión de funcionamiento (URL), la tensión de salida de los onduladores (UINVERSOR), la tensión del condensador de resonancia (UC1) y la corriente de entrada del circuito de resonancia (IS) siempre son cero.
Description
Método para la alimentación de un horno de
inducción o un inductor.
La invención se refiere a un método para la
alimentación de un horno de inducción o un inductor de acuerdo con
los términos generales de la reivindicación 1.
Por el documento WO 01/52602 A se conocen un
dispositivo y un método para el calentamiento inductivo, en los que
un combinador ejerce su acción sobre un convertidor de resonancia en
dependencia de una potencia predeterminada de frecuencia variable y
con un ciclo de conmutación de ENCENDIDO/APAGADO variable, y en los
que se conmuta en el pasaje por cero de la tensión.
Por el documento
US-B1-6 316 755 se conocen un
dispositivo y un método para la generación de potencia resonante en
un sistema de calentamiento por inducción, en los que se aplica una
fuente de corriente conectada en serie y se emplea un denominado
cambio suave en el pasaje por cero de la tensión.
Por el documento DE 199 26 198 A1 se conoce la
utilización de convertidores indirectos de tensión con conmutación
automática (onduladores con modulación de duración de impulsos con
un circuito intermedio de tensión), que se componen cada uno de uno
o más rectificadores y uno o más onduladores para el abastecimiento
de corriente a hornos de inducción e inductores para un
derretimiento inductivo y para un calentamiento inductivo. Para los
onduladores se emplea una frecuencia de conmutación mayor que la
frecuencia básica de la correspondiente corriente de salida. La
unión de los onduladores con el circuito de carga compensado
paralelo se realiza por un elemento de acoplamiento.
A partir del documento WO 02/49197 A2 se conocen
un método y un dispositivo para la alimentación de una resistencia
inductiva, con forma de un inductor o de un horno de inducción, con
un producto de elevada frecuencia y potencia. Esto se logra con un
número variable de onduladores puestos en paralelo con conmutación
suave, que se alimentan por al menos un rectificador, donde a cada
ondulador se le preconecta de forma paralela al menos un
condensador, que se conecta al menos a un circuito intermedio de
tensión. Las salidas de los onduladores se acoplan a al menos un
circuito resonante paralelo L_{1}C_{1}L_{2}R, que se compone
de la carga óhmica inductiva L_{2}R, un condensador de resonancia
C_{1} y la inductancia total L_{1} de las conexiones de
resonancia. Los onduladores se conmutan de forma sincrónica y se
les aplica respectivamente, con la frecuencia de resonancia f_{0}
del circuito de resonancia paralelo L_{1}C_{1}L_{2}R, la
frecuencia de conmutación f_{s}, ligeramente por encima o por
debajo de la frecuencia de resonancia f_{0}.
La invención tiene el objetivo de proporcionar
un método simplificado para la alimentación de un horno de
inducción o de un inductor del tipo que se ha mencionado al
principio, con el cual se realice una regulación de la tensión de
funcionamiento o de la potencia de funcionamiento.
Este objetivo se resuelve, de acuerdo con la
invención, mediante la combinación de las características de los
términos generales con las características indicadas en los
criterios de la reivindicación 1.
Las ventajas que se pueden obtener con la
invención consisten, en particular, en que la frecuencia de
utilización del horno de inducción o del inductor siempre es
exactamente igual a la frecuencia de resonancia del circuito de
resonancia paralelo, es decir, si hay modificaciones de los
parámetros del circuito de resonancia durante la utilización, la
frecuencia de utilización se adapta automáticamente a la frecuencia
de resonancia cambiante.
A partir de la siguiente descripción se
evidencian ventajas adicionales.
En las subreivindicaciones se definen
realizaciones ventajosas de la invención.
A continuación se explica la invención mediante
los ejemplos de realización representados en el dibujo. En las
figuras se muestran:
en la Fig. 1 una realización básica de la
conmutación para la alimentación de un horno de inducción o de un
inductor,
en la Fig. 2 ejemplos de transcursos en el
tiempo de parámetros interesantes (corriente, tensiones) para la
conmutación de acuerdo con la Fig. 1,
en la Fig. 3 una realización opcional para la
conmutación de acuerdo con la Fig. 1,
en la Fig. 4 una realización básica del circuito
de resonancia paralelo,
en la Fig. 5 una realización simplificada del
circuito de resonancia paralelo,
en la Fig. 6 una realización básica de los
elementos de acoplamiento,
en la Fig. 7, 8, 9 realizaciones opcionales de
los elementos de acoplamiento,
en la Fig. 10 una realización básica de la
regulación,
en la Fig. 11 una realización ampliada de la
regulación
en la Fig. 12 diversos transcursos en el tiempo
de parámetros interesantes (corriente, tensiones) en dependencia
del funcionamiento de los conmutadores semiconductores.
En la Fig. 1 se representa una realización
básica de la conmutación para la alimentación de un horno de
inducción o de un inductor. Se reconoce un transformador de
alimentación 22 que se une en primer lugar con una red de corriente
trifásica y en segundo lugar con tres rectificadores dispuestos de
forma paralela 1A, 1B y 1C. Cada rectificador 1A, 1B y 1C se
conecta respectivamente, con corriente continua, a un condensador de
circuito intermedio 21A, 21B y 21C (circuitos intermedios de
tensión) y a un ondulador 2A, 2B y 2C. La capacitancia de los
condensadores de circuito intermedio 21A, 21B y 21C es
respectivamente C_{DCL}. Los onduladores 2A, 2B y 2C comprenden
respectivamente preferiblemente IGBT (u otros conmutadores
semiconductores de potencia desconectables) como conmutadores
semiconductores. Los onduladores 2A, 2B y 2C se conectan de forma
paralela, con corriente alterna, mediante elementos de acoplamiento
14A, 14B y 14C respectivamente. La inductancia de un elemento de
acoplamiento 14A, 14B y 14C es respectivamente L_{c}. Las
corrientes de salida de los onduladores 2A, 2B y 2C son I_{A},
I_{B} e I_{C}. La corriente de salida total de los onduladores
I_{\Sigma} es
I_{S} = I_{A}
+ I_{B} +
I_{C}
y es, al mismo tiempo, la corriente
de entrada del circuito de resonancia de un circuito de resonancia
paralelo 15 unido a los onduladores 2A, 2B y 2C, el cual se forma
por un condensador de resonancia 18, una carga óhmica inductiva
colocada en serie 16 y un condensador de resonancia 17 dispuesto de
forma paralela a la conexión en serie 18/16. Las corrientes de
salida de los onduladores I_{A}, I_{B} e I_{C} tienen
recorridos similares entre sí y amplitudes similares o iguales
entre sí. La carga óhmica inductiva 16 se forma por la bobina del
horno de un horno de inducción o por la bobina de un inductor, y
comprende una parte inductiva 19 y una parte óhmica 20. Son
parámetros importantes del circuito de resonancia paralelo
15:
- C_{1}
- Capacitancia del condensador de resonancia 17
- C_{2}
- Capacitancia del condensador de resonancia 18
- L_{I}
- Inductividad de la carga óhmica inductiva 16
- R_{I}
- Resistencia óhmica de la carga óhmica inductiva 16
Es de gran importancia en la disposición de
conmutación que se ha descrito anteriormente que los elementos de
acoplamiento 14A, 14B y 14C limiten el di/dt (velocidad de
modificación respecto al tiempo) de las corrientes de salida de los
onduladores I_{A}, I_{B} e I_{C,} y que no actúen como
componentes del circuito de resonancia paralelo 15. Las corrientes
de salida de los onduladores I_{A}, I_{B} e I_{C} son
discontinuas y no sinusoidales. El transcurso de la corriente de
entrada del circuito de resonancia I_{\Sigma} es discontinuo y no
sinusoidal. En los intervalos de tiempo en los que I_{\Sigma}
\neq 0, se produce un intercambio de energía entre el circuito de
resonancia paralelo 15 por un lado y los onduladores 2A, 2B y 2C
por otro lado. La frecuencia de resonancia f_{0} del circuito de
resonancia paralelo 15 depende únicamente de los parámetros del
circuito de resonancia paralelo, y se puede deducir del siguiente
modo:
f_{0} =
\frac{1}{2\pi \sqrt{L_{1}C}} \sqrt{\frac{L_{1} / C -
R^{2}_{1}}{L_{1} /
C}}
donde, a la capacitancia que actúa
en el circuito de resonancia paralelo 15, en la realización de
acuerdo con la Figura 1 con dos condensadores de resonancia 17 y
18, se
aplica:
\vskip1.000000\baselineskip
C =
C_{1}C_{2}/ (C_{1} +
C_{2})
\vskip1.000000\baselineskip
La frecuencia de utilización de la carga óhmica
inductiva del horno de inducción o del inductor se corresponde con
la frecuencia de resonancia f_{0}.
Además hay que especificar que la conmutación en
principio también es adecuada para una realización simplificada,
compuesta por un rectificador, un circuito intermedio con un
condensador de circuito intermedio y un ondulador.
En la Fig. 2 se representan ejemplos de
transcursos en el tiempo de parámetros interesantes (corriente,
tensiones) para la conmutación de acuerdo con la Fig. 1, donde
- I_{\Sigma}
- línea continua = corriente de entrada del circuito de resonancia
- U_{INVERSOR}
- línea de rayas y puntos = tensión de salida del ondulador en 2A, 2B y 2C
- U_{C1}
- línea de rayas = tensión del condensador de resonancia en 17
- U_{RL}
- línea punteada = tensión de funcionamiento en 16
En la Fig. 3 se representa una realización
opcional para la conmutación de acuerdo con la Fig. 1. En el lado
secundario del transformador de alimentación 22 se conecta
únicamente un rectificador 1, que se conecta, con corriente
continua, con los condensadores del circuito intermedio 21A, 21B o
21C y los onduladores 2A, 2B o 2C. La disposición de conmutación
restante es como se describe en la Fig. 1.
En la Fig. 4 se representa una realización
básica del circuito de resonancia paralelo. También se puede
reconocer el circuito de resonancia paralelo 15 representado en las
Fig. 1 y 3, con dos condensadores de resonancia 17 y 18 y la carga
16.
En la Fig. 5 se representa una realización
simplificada del circuito de resonancia paralelo. A diferencia de
la realización de acuerdo con la Fig. 4, se suprime el condensador
de resonancia 18, es decir, la capacitancia C_{1} del condensador
de resonancia 17 se corresponde con la capacitancia C que actúa en
el circuito de resonancia paralelo. Por lo tanto, para la
frecuencia de resonancia f_{0} del circuito de resonancia paralelo
resulta:
f_{0} =
\frac{1}{2\pi \sqrt{L_{1}C_{1}}} \sqrt{\frac{L_{1} / C_{1} -
R^{2}_{1}}{L_{1} /
C_{1}}}
En la Fig. 6 se representa una realización
básica de los elementos de acoplamiento. Se pueden reconocer los
elementos de acoplamiento 14A acoplados entre sí, dispuestos en las
dos líneas de alimentación con corriente alterna del ondulador 2A,
que preferiblemente son bobinas de reactancia con un núcleo de aire
acoplados magnéticamente entre sí. Para los onduladores adicionales
2B y 2C se aplican las mismas medidas.
En las Figs. 7, 8 y 9 se representan
realizaciones opcionales de los elementos de acoplamiento. En la
realización de acuerdo con la Fig. 7 se dispone un elemento de
acoplamiento 14A' solamente en la primera línea de alimentación con
corriente alterna del ondulador 2A. En la realización de acuerdo con
la Fig. 8 se dispone un elemento de acoplamiento 14A'' solamente en
la segunda línea de alimentación con corriente alterna del ondulador
2A. En la realización de acuerdo con la Fig. 9 se proporcionan
elementos de acoplamiento 14A''' y 14A'''' no acoplados entre sí en
las dos líneas de alimentación de corriente alterna del ondulador
2A. Para los onduladores adicionales 2B y 2C respectivamente se
aplican las mismas medidas.
En la Fig. 10 se representa una realización
básica del regulador. El cometido principal del regulador consiste
en regular y estabilizar la potencia de funcionamiento p_{I} y la
tensión de funcionamiento U_{RL}. Esto se realiza mediante la
regulación de un factor de modulación m (0 \leq m \leq 1), que
se aplica a la entrada de un modulador de duración de impulsos
sincronizado 7. Este modulador de duración de impulsos 7, forma a
partir del factor de modulación m, los correspondientes tiempos de
flujo de la corriente t_{m} (tiempos de encendido) de los
conmutadores semiconductores de los onduladores 2A, 2B y 2C. Los
excitadores de los conmutadores semiconductores 8 provocan la
conversión de los tiempos de flujo de la corriente t_{m}
producidos en las correspondientes señales concretas para el
funcionamiento (encendido, apagado) de los conmutadores
semiconductores.
Un voltímetro 12 determina el transcurso en el
tiempo de la tensión de funcionamiento U_{RL}, a partir de lo
cual se forma un parámetro u_{Io}' correspondiente a la tensión de
funcionamiento, y se aplica a un calculador de potencia 10, a un
calculador de tensión 11 para la determinación del valor eficaz de
tensión o del valor máximo de tensión, y al modulador de duración
de impulsos sincronizado 7. Además se forma, con ayuda de un
amperímetro, un valor I_{\Sigma}', que se corresponde con la
corriente de entrada del circuito de resonancia, y se aplica al
calculador de potencia.
Un primer punto de comparación forma la
diferencia entre un valor teórico de tensión de funcionamiento
u_{I}* y la tensión de funcionamiento u_{I} calculada
disponible a la salida del calculador de tensión 11, y conduce la
diferencia determinada hacia un regulador de tensión
(preferiblemente un regulador PI) 3. A partir de esto, el regulador
de tensión 3 forma un valor teórico del factor de modulación
m_{u}*, y lo conduce hacia un circuito de coincidencia análogo
5.
Un segundo punto de comparación forma la
diferencia entre un valor teórico de potencia de funcionamiento
p_{I}* y la potencia de funcionamiento p_{I} calculada
disponible a la salida del calculador de potencia 10, y conduce la
diferencia determinada hacia un regulador de potencia
(preferiblemente un regulador PI) 4. A partir de esto, el regulador
de potencia 4 forma un valor teórico del factor de modulación
m_{p}*, y también lo conduce hacia el circuito de coincidencia
análogo 5, el cual, a partir de los factores de modulación m_{u}*
y m_{p}* introducidos por el lado de entrada, forma el factor de
modulación m, que garantiza que la potencia de funcionamiento
p_{I} y la tensión de funcionamiento U_{RL} se regulen y se
estabilicen en la medida deseada. La configuración que se compone
de los componentes regulador de tensión 3, regulador de potencia 4
y circuito de coincidencia análogo 5 se denomina estructura de
regulación paralela 6.
El modulador de duración de impulsos 7 que se ha
mencionado anteriormente garantiza que el comienzo de cada tiempo
de flujo de corriente t_{m} se sincronice estrictamente con la
tensión de funcionamiento o con su parámetro u_{Io}', es decir,
que el encendido de los conmutadores semiconductores se produzca
siempre sincronizado con el pasaje por cero de la tensión de
funcionamiento. Por lo tanto, se garantiza una forma de
funcionamiento sincronizada del sistema cuando la frecuencia de
resonancia f_{0} se modifica por ejemplo como consecuencia de la
modificación de los parámetros del circuito de resonancia.
En la Fig. 11 se representa una realización
ampliada del regulador. A diferencia de la realización básica de
acuerdo con la Fig. 10, el modulador de duración de impulsos
sincronizado 7 comprende una entrada para la determinación de un
valor limite máximo del factor de modulación m_{lim}, que se
predetermina por un limitador de corriente 9. El limitador de
corriente 9 forma este valor límite de factor de modulación
m_{lim} en dependencia del valor I_{\Sigma} introducido por el
lado de entrada, que se corresponde con la corriente de entrada del
circuito de resonancia I_{\Sigma}. Por esta medida adicional se
garantiza que los conmutadores semiconductores no están sometidos a
una corriente demasiado elevada, es decir, que los tiempos de flujo
de corriente t_{m} de los conmutadores semiconductores se
predeterminan de tal forma, que se garantiza un funcionamiento
seguro y óptimo del horno de inducción o del inductor en todas las
condiciones de funcionamiento.
En la Fig. 12 se representan diferentes
transcursos en el tiempo de los parámetros interesantes (corriente,
tensiones) para dos puntos de funcionamiento diferentes, y por lo
tanto se representan en dependencia del funcionamiento de los
conmutadores semiconductores. En el diagrama superior de la Fig. 12,
el tiempo de flujo de corriente t_{m} ajustado es relativamente
corto en relación al periodo de resonancia T_{o}. Los transcursos
en el tiempo de la tensión de funcionamiento U_{RL} se muestran
con una línea punteada, la tensión de salida de los onduladores
U_{INVERSOR} con una línea de rayas y puntos, la tensión del
condensador de resonancia U_{C1} con una línea de rayas y la
corriente de entrada del circuito de resonancia I_{S} con una
línea continua. En el diagrama inferior de la Fig. 12, el tiempo de
flujo de corriente t_{m} ajustado es relativamente largo en
relación al periodo de resonancia T_{0}. También se reconocen los
transcursos en el tiempo de U_{RL}, U_{INVERSOR}, U_{C1} y de
I_{S}.
De los transcursos en el tiempo de acuerdo con
la Fig. 12 y de las explicaciones anteriores se deduce que, en
relación al modo de funcionamiento, se produce una sincronización
estricta con la frecuencia de resonancia f_{0}, es decir, que en
los procesos de encendido, los valores de la tensión de
funcionamiento, la tensión de salida del ondulador, la tensión del
condensador de resonancia y la corriente de entrada del circuito de
resonancia siempre son cero. De este modo se encienden
simultáneamente todas las válvulas semiconductoras de una diagonal
de todos los onduladores en el pasaje por cero de la tensión de
funcionamiento. El momento del apagado de los conmutadores
semiconductores que conducen corriente se determina por el regulador
mediante la predeterminación de t_{m}. En los procesos de apagado
de los conmutadores semiconductores hay simultáneamente corriente y
tensión en el conmutador, es decir, que se trata de una denominada
conmutación dura.
- 1, 1A, 1B, 1C
- Rectificadores
- 2A, 2B, 2C
- Onduladores
- 3
- Regulador de tensión (Regulador PI)
- 4
- Regulador de potencia (Regulador PI)
- 5
- Circuito de coincidencia análogo
- 6
- Estructura de regulador paralela
- 7
- Modulador de duración de impulsos sincronizado
- 8
- Excitador de conmutadores semiconductores (por ejemplo para IGBT)
- 9
- Limitador de corriente
- 10
- Calculador de potencia
- 11
- Calculador de tensión (valor eficaz o valor máximo)
- 12
- Voltímetro
13
- 14A, 14B, 14C
- Elementos de acoplamiento con inductancia L_{C}
- 15
- Circuito de resonancia paralelo
- 16
- Carga óhmica inductiva
- 17
- Condensador de resonancia con capacitancia C_{1}
- 18
- Condensador de resonancia con capacitancia C_{2}
- 19
- Parte inductiva de la carga con inductancia L_{I}
- 20
- Parte óhmica de la carga con resistencia óhmica R_{I}
- 21A, 21B, 21C
- Condensador de circuito intermedio con capacitancia C_{DCL}
- 22
- Transformador de alimentación
- C
- Capacitancia activa en el circuito de resonancia
- C_{1}
- Capacitancia de 17
- C_{2}
- Capacitancia de 18
- C_{DCL}
- Capacitancia del condensador del circuito intermedio
- f_{0}
- Frecuencia de resonancia
- I_{A}, I_{B}, I_{C}
- Corriente de salida del ondulador
- I_{\Sigma}
- Corriente de salida total del ondulador = corriente de entrada del circuito de resonancia
- I_{\Sigma}'
- Medida correspondiente a la corriente de entrada del circuito de resonancia
- L_{C}
- Inductancia del elemento de acoplamiento
- L_{I}
- Inductancia de la carga
- m
- Factor de modulación, 0 \leq m \leq 1, predeterminado en 5 y 6
- m_{lim}
- Valor límite máximo del factor de modulación, predeterminado en 9
- m_{p}*
- Valor teórico del factor de modulación, predeterminado en 4
- m_{u}*
- Valor teórico del factor de modulación, predeterminado en 3
- p_{I}*
- Valor teórico de la potencia de funcionamiento
- p_{I}
- Potencia de funcionamiento calculada
- R_{I}
- Resistencia óhmica de la carga
- T_{0}
- Periodo de resonancia
- t_{m}
- Tiempo de flujo de corriente de los conmutadores semiconductores
- u_{I}*
- Valor teórico de la tensión de funcionamiento
- u_{Io}'
- Parámetro correspondiente a la tensión de funcionamiento
- u_{I}
- Tensión de funcionamiento calculada (valor eficaz o valor máximo)
- U_{INVERSOR}
- Tensión de salida de los onduladores
- U_{C1}
- Tensión de los condensadores de resonancia
- U_{RL}
- Tensión de funcionamiento
Claims (5)
1. Un método para la alimentación de un horno de
inducción o de un inductor con al menos un ondulador (2A, 2B, 2C),
que se alimenta por al menos un rectificador (1, 1A, 1B, 1C)
mediante al menos un circuito intermedio de tensión con un
condensador de circuito intermedio (21A, 21B, 21C), donde al menos
un condensador de resonancia (17, 18) junto con la parte inductiva
(19) y la parte óhmica (20) de la carga óhmica inductiva (16)
formada por el horno de inducción o el inductor forman un circuito
de resonancia paralelo (15), caracterizado porque
- en dependencia de la tensión de funcionamiento
actual (U_{RL}) y de la potencia de funcionamiento actual
(p_{I}) se forma un factor de modulación (m) y se le conduce hacia
un modulador de duración de impulsos (7), el cual determina, a
partir de esto, el tiempo de flujo de corriente (t_{m}) para los
conmutadores semiconductores desconectables de los onduladores,
- donde el inicio de cada tiempo de flujo de
corriente (t_{m}), y con ello el encendido de los conmutadores
semiconductores, se produce estrictamente sincronizado con el pasaje
por cero de la tensión de funcionamiento, y el momento del apagado
de los conmutadores semiconductores que conducen corriente se fija
en dependencia del tiempo de flujo de corriente (t_{m}),
- donde la frecuencia de funcionamiento del
horno de inducción o del inductor siempre es exactamente igual a la
frecuencia de resonancia del circuito de resonancia paralelo y, si
hay modificaciones de los parámetros del circuito de resonancia
durante el funcionamiento, la frecuencia de funcionamiento se adapta
automáticamente a la frecuencia de resonancia que se modifica
- y donde, en los procesos de encendido, los
valores de la tensión de funcionamiento (U_{RL}), la tensión de
salida de los onduladores (U_{INVERSOR}), la tensión del
condensador de resonancia (U_{C1}) y la corriente de entrada del
circuito de resonancia (I_{S}) siempre son cero.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el factor de modulación (m) se limita a
un valor límite máximo del factor de modulación formado en
dependencia de la corriente de entrada del circuito de resonancia
(I_{\Sigma}).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1
y/o 2, caracterizado por una regulación de la tensión de
funcionamiento por la predeterminación de un valor teórico de la
tensión de funcionamiento, y la formación de un factor de
modulación mediante un regulador de tensión (3).
4. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por una
regulación de la potencia de funcionamiento por la predeterminación
de un valor teórico de la potencia de funcionamiento, y la
formación de un factor de modulación mediante un regulador de
potencia (4).
5. Un método de acuerdo con las reivindicaciones
3 y 4, caracterizado por un circuito de coincidencia análogo
(5) para la formación del factor de modulación (m) que se tiene que
conducir al modulador de duración de impulsos (7), en dependencia
de los factores de modulación suministrados por el regulador de
tensión y por el regulador de potencia.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10304505A DE10304505A1 (de) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | Verfahren zur Speisung eines Induktionsofens oder Induktors |
DE10304505 | 2003-02-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2274323T3 true ES2274323T3 (es) | 2007-05-16 |
Family
ID=32747553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES03815695T Expired - Lifetime ES2274323T3 (es) | 2003-02-05 | 2003-12-23 | Metodo para la alimentacion de un horno de induccion o un inductor. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1590990B1 (es) |
AT (1) | ATE344610T1 (es) |
AU (1) | AU2003296711A1 (es) |
DE (2) | DE10304505A1 (es) |
ES (1) | ES2274323T3 (es) |
WO (1) | WO2004071132A1 (es) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010025949A1 (de) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Sms Elotherm Gmbh | Ansteuerung eines Wechselrichters |
DE102014112456B4 (de) * | 2014-08-29 | 2020-09-24 | Schott Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Beheizung einer Schmelze |
EP3737210B1 (de) * | 2019-05-10 | 2022-08-31 | BSH Hausgeräte GmbH | Induktionsofenvorrichtung |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4277667A (en) * | 1978-06-23 | 1981-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Induction heating apparatus with negative feedback controlled pulse generation |
CA1160297A (en) * | 1979-09-17 | 1984-01-10 | Takumi Mizukawa | Induction heating apparatus incorporating an inverter circuit capable of broad output control |
DE3731555C1 (en) * | 1987-09-19 | 1988-12-15 | Aeg Elotherm Gmbh | Induction heating device with a setting preset controlled by the actual value |
DE4005129A1 (de) * | 1990-02-17 | 1991-08-22 | Degussa | Vorrichtung zur induktiven erwaermung von koerpern mittels hochfrequenter schwingungen |
US6124581A (en) * | 1997-07-16 | 2000-09-26 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for producing power for an induction heating source |
US6163019A (en) * | 1999-03-05 | 2000-12-19 | Abb Metallurgy | Resonant frequency induction furnace system using capacitive voltage division |
AU2001230947A1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-24 | Electric Power Research Institute Inc. | Apparatus and method for inductive heating |
DE10110375B4 (de) * | 2001-03-03 | 2009-07-30 | Abp Induction Systems Gmbh | Induktionserwärmungsanlage |
-
2003
- 2003-02-05 DE DE10304505A patent/DE10304505A1/de not_active Withdrawn
- 2003-12-23 AT AT03815695T patent/ATE344610T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-12-23 ES ES03815695T patent/ES2274323T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-23 AU AU2003296711A patent/AU2003296711A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-23 EP EP03815695A patent/EP1590990B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-23 DE DE50305611T patent/DE50305611D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-23 WO PCT/EP2003/014764 patent/WO2004071132A1/de not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50305611D1 (de) | 2006-12-14 |
EP1590990B1 (de) | 2006-11-02 |
AU2003296711A1 (en) | 2004-08-30 |
WO2004071132A1 (de) | 2004-08-19 |
EP1590990A1 (de) | 2005-11-02 |
DE10304505A1 (de) | 2004-08-26 |
ATE344610T1 (de) | 2006-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bac et al. | A SiC-based matrix converter topology for inductive power transfer system | |
US9496794B2 (en) | Regulation of powertrain converter circuit | |
JP2636918B2 (ja) | 疑似共振電流モード静止電力変換方法及び装置 | |
CN101326861B (zh) | 用来在电子调光镇流器中控制灯丝电压的设备和方法 | |
US20100259955A1 (en) | Soft switching power converter | |
US9735666B2 (en) | Power conversion device | |
US8212498B2 (en) | Fluorescent dimming ballast | |
JPS62178169A (ja) | スイツチング損失のないシングルエンデツド型直流一直流変換装置 | |
JP2013520148A (ja) | 高入力対出力電圧変換のためのdc−dcコンバータ回路 | |
WO2015109094A1 (en) | Split phase power conversion apparatuses, methods and systems | |
CN105144561A (zh) | Dc/dc转换器 | |
US9344007B2 (en) | Auxiliary resonant commutated pole converter with voltage balancing circuit | |
WO2021016382A1 (en) | High density interleaved inverter | |
CN105576977A (zh) | 谐振网络的电路和方法 | |
Yin et al. | A ZCS-PWM voltage-driven three-level converter with a secondary-side simple soft-switching snubber | |
JP2005253295A (ja) | 準共振ソフトスイッチングタイプのインバータを備えた溶接セット | |
JP2003257604A (ja) | インバータ調理器 | |
CN101789639B (zh) | 一种可控电流感应电源 | |
ES2274323T3 (es) | Metodo para la alimentacion de un horno de induccion o un inductor. | |
Phankong et al. | Preheat Welding with Induction Heating Based Control of Phase-Locked Loop Resonant Inverter | |
JP4013846B2 (ja) | 位相制御装置 | |
JP6161834B2 (ja) | 電気車の補助電源装置 | |
WO2010079478A1 (en) | Solid state voltage regulator | |
JP3296424B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN106817042B (zh) | Dc-ac变换器及其控制方法 |