由于中頻電源 的大多數負載的電參數是變化的,象熔煉等其電參數在熔煉過程中變化很大,采用它激方法無法保證系統可靠運行,只有采用自激方式,觸發信號來自負載端,這樣觸發頻率就受控于負載端一頻率跟蹤。
一.定時自動調頻
瞬時值調頻方式。所謂定時調頻是指在整個工作過程中,電源保持引前時間tf為恒值。因為在穩態下,換流時間所占比例較小,主要是反壓時間tβ,因此,若在工作過程中維持tf不變,則tβ﹥tq能保持tβ﹥tq。
實現上述設想的關鍵是選擇合適的控制信號負載電壓UH是一個合理信號,因為它能反應負載頻率的變化。而且觸發信號要在UH過零前tf時間產生,選擇就有了UH過零的時標。為了在UH過零之前tf時間發出脈沖,就需要另外一個比較信號,選擇直流信號Uk作為比較信號是不妥當的,因為它不能在UH的正負半周中都產生交點,采用CH電容中電流ic(即圖4-4a中的信號電壓u1)作為比較信號則是合理的,它既與UH頻率相同并引前90°,故每半周都與有一交點,而且電流有效值為:IC=ωCHUH(4-9)
即IC隨UH而變化。,設t=T/2在附近較窄的時間區間中,UH可近似認為是線性變化,即在點A有:UH(t1)/tf=dUH/dt(4-10)考慮到dUH/dt= ic/CH(4-11)則UH-(- tf /CH) ic =0(4-12)
tf
令函數Uk=UH+ (tf /CH) ic,(4-13) Uk=T/2在附近有定義域,在Uk=0的時刻(t=t1+(nT)/2,n為正整數產生觸發脈沖,就能保證電源以恒定的引前時間tf工作。
定時移相線路采用中頻電壓和電容電流兩個信號,需要PT和CT兩種互感器;用天熔煉時,在熔煉初期,負載阻抗,換流時間比較長,反壓時間tβ便相應縮短,要求有較大的;熔煉后期,由于頻率增加,觸發引前角?=ωti增大,使輸出電壓過高,又要降低tf值,這樣在整個熔煉過程中tf的給定值需要調整,操作不方便。
二.移相調頻
瞬時值方式。將負載電壓UH經RC電路移相。引前角?的數值取決于線路參數和工作頻率:?=tg-11/2πfRC(4-14)改變R的數值就可以得到所需的?值。
采用單相阻容移相橋的電路如圖4-6所示。?=2tg-11/2πfRC(4-15)采用阻容相其信號比較簡單,只用一個電壓信號,其缺點是引前時間受工作頻率的影響。
三.定角調頻
瞬時值方式。所謂定角是指工作過程中保持觸發引前角?為恒值。其工作原理如圖4-7所示。負載電壓UH經電壓互感器PT和整流器CZ將信號變成脈動電壓加到電位計RW上,其中u1為主控信號,比較信號u2從RW的動端取出,并向電容C充電,由于阻隔二極管D的作用,u2保持為正弦峰值,u1和u2每半周比較一次,其交點在u1過零前?角處。由圖4-7b可見,u1峰值為U2m=R2/ (R1 +R2)U1m=A U1m(4-16)式中A為分壓系數。設u1為正弦波,則U2m= U1msin-1?(4-17)比較是和,應有?=sin-1A(4-18)上式表明,引前角?僅取決于分壓系數A,而與信號幅度和工作頻率無關,故能在工作過程中維持為?恒值,調整RW的動端位置,即可獲得所需引前角?。
定角調頻線路輸入阻抗高,抗干擾能力差,對輸入信號有一定要求。
四.恒反壓時間調頻
平均值控制方式,信號-脈沖轉換壓頻轉換電路實現,它是一種自激振蕩電路,其出脈沖重復頻率受控于入端直流電壓,因而這實際上是一種數變換器。前述的幾調頻方式都不能保證工作過程中反壓時間為tβ恒值,而調頻電路*根本的任務也是在套作用下設法維持逆變電路的正常工作條件,即tβm﹥tβ﹥tq(4-19)式中tq為可控硅元件的關斷時間,tβm為容許反壓時間(其數值取決于元件和負載電容器的電壓量)。據此,若選擇反壓時間tβ=tβo以滿足式(10-1)并在運行中維持定,這將使逆變電路的可靠性大為提高。這種調頻方式稱為恒反壓時間調頻方式。這是一個較為理想的方式。
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