1、二一一年四月寶鋼感應加熱電源控制技術(shù)一、感應加熱技術(shù)特點一、感應加熱技術(shù)特點二、感應加熱電源在寶鋼的典型應用二、感應加熱電源在寶鋼的典型應用三、問題及思考三、問題及思考要 點電磁冶金技術(shù)主題研修會目錄目錄一、感應加熱技術(shù)特點一、感應加熱技術(shù)特點1.感應加熱電源的特點感應加熱電源的特點2.感應加熱電源的技術(shù)特點感應加熱電源的技術(shù)特點1）基本技術(shù)特點）基本技術(shù)特點a)并聯(lián)式感應加熱電源特點并聯(lián)式感應加熱電源特點b)串聯(lián)式感應加熱電源特點串聯(lián)式感應加熱電源特點c)串、并聯(lián)式感應加熱電源輸出波形特點串、并聯(lián)式感應加熱電源輸出波形特點2）供電技術(shù)特點）供電技術(shù)特點3）整流器技術(shù)特點）整流器技術(shù)特點4）中

2、間電路技術(shù)特點）中間電路技術(shù)特點5）逆變電路技術(shù)特點）逆變電路技術(shù)特點6）感應加熱電源的起動技術(shù)特點）感應加熱電源的起動技術(shù)特點7）負載電路技術(shù)特點）負載電路技術(shù)特點8）感應加熱的控制技術(shù)特點）感應加熱的控制技術(shù)特點9）感應加熱對電源的要求）感應加熱對電源的要求10）晶閘管逆變器串、并聯(lián)諧振電源比較）晶閘管逆變器串、并聯(lián)諧振電源比較11）感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標）感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標二、在寶鋼的典型應用二、在寶鋼的典型應用1、應用最普遍的并聯(lián)式感應加熱電源、應用最普遍的并聯(lián)式感應加熱電源2、半橋式逆變器電源、半橋式逆變器電源3、 MOSFET全橋并聯(lián)諧振逆變器全橋并聯(lián)諧振逆變器

3、4、逆變器由、逆變器由MOSFET 組件構(gòu)成的組件構(gòu)成的80KHz感應加熱電源感應加熱電源5、多逆變器組并聯(lián)運用案例、多逆變器組并聯(lián)運用案例6、半橋式晶閘管強迫換流逆變器、半橋式晶閘管強迫換流逆變器7、冷軋某熱鍍鋅帶鋼用感應加熱電源（、冷軋某熱鍍鋅帶鋼用感應加熱電源（30KHz）8、一種、一種IGBT高頻感應加熱電源的典型電路高頻感應加熱電源的典型電路9、負載電路具有特色的感應加熱高頻電源、負載電路具有特色的感應加熱高頻電源10、目前應用的典型高頻感應加熱電源、目前應用的典型高頻感應加熱電源三、問題及思考三、問題及思考目錄目錄一、加感應加熱技術(shù)特點一、加感應加熱技術(shù)特點、感應加熱電源的特點）加

4、熱溫度高，而且是非接觸式加熱；）物料內(nèi)部發(fā)熱和熱效率高，可以節(jié)能；）加熱速度快，被加熱件的表面氧化少，污染少；）溫度容易控制，均勻性可選擇，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；）可以局部加熱，適用復雜形狀工件；）易于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化；）負載為非線性、時變的、高壓大電流復雜系統(tǒng)。 、感應加熱電源的技術(shù)特點、感應加熱電源的技術(shù)特點）基本技術(shù)特點：）基本技術(shù)特點：將來自公共電網(wǎng)交流電能的頻率升高到對負載進行感應加熱所需要的頻率。常用感應加熱電源分并聯(lián)式、串聯(lián)式及串并聯(lián)式三種。感應電源基本功能a)a)并聯(lián)式感應加熱電源并聯(lián)式感應加熱電源特點特點用于棒材加熱的中頻電源（1200KW/800Hz)b)b)串聯(lián)式感應加熱電源特點串

5、聯(lián)式感應加熱電源特點c) c)串、并聯(lián)式感應加熱電源輸出波形特點串、并聯(lián)式感應加熱電源輸出波形特點串聯(lián)式感應加熱電源并聯(lián)式感應加熱電源）供電技術(shù)特點）供電技術(shù)特點a)a)合理配制變壓器；合理配制變壓器；b)b)合理設置輸入電抗器；合理設置輸入電抗器；c) c) 根據(jù)電網(wǎng)容量、感應電源容量及用戶需求合理根據(jù)電網(wǎng)容量、感應電源容量及用戶需求合理設置濾波裝置（功率因數(shù)補償或有源濾波器等）；設置濾波裝置（功率因數(shù)補償或有源濾波器等）；d) d) 視功率電力電子變換器件電壓及負載變化情況視功率電力電子變換器件電壓及負載變化情況設計電源過電壓吸收電路方式。設計電源過電壓吸收電路方式。e) e) 對于電流型

6、逆變器，要求嚴格的裝備還需設計對于電流型逆變器，要求嚴格的裝備還需設計逆變器開路過電壓保護電路（其保護電路結(jié)構(gòu)也有逆變器開路過電壓保護電路（其保護電路結(jié)構(gòu)也有多種）。多種）。供電電路）整流器技術(shù)特點）整流器技術(shù)特點 a) a)沒有特殊要求，同常規(guī)整流器一樣。沒有特殊要求，同常規(guī)整流器一樣。b)b)電流型逆變器通常需要選用三相全控橋整流器，電流型逆變器通常需要選用三相全控橋整流器，高負載電壓時也可采用三相可控整流器串聯(lián)的型式高負載電壓時也可采用三相可控整流器串聯(lián)的型式向逆變器供電。向逆變器供電。 c) )電壓型逆變器通常選用三相不可控整流器，即二電壓型逆變器通常選用三相不可控整流器，即二極管整流

7、。極管整流。d)d)整流器采用可控與不可控，決定了感應加熱電源整流器采用可控與不可控，決定了感應加熱電源系統(tǒng)的控制方式，最明顯的就是調(diào)節(jié)功率的方式不系統(tǒng)的控制方式，最明顯的就是調(diào)節(jié)功率的方式不同。同。整流電路）中間電路技術(shù)特點）中間電路技術(shù)特點a) a) 并聯(lián)式感應加熱電源：在正負母線均串接電并聯(lián)式感應加熱電源：在正負母線均串接電抗器濾波方式或只在正負母線的一端串接電抗器濾波抗器濾波方式或只在正負母線的一端串接電抗器濾波方式二種；方式二種；b)b)并聯(lián)式感應加熱電源并聯(lián)式感應加熱電源串接大電抗器的主要作用串接大電抗器的主要作用是對負載電路構(gòu)成一個恒流源（避免是對負載電路構(gòu)成一個恒流源（避免QQ

8、值的下降）、值的下降）、另外就是兼作濾波電抗、還起負載側(cè)回路的高次諧波另外就是兼作濾波電抗、還起負載側(cè)回路的高次諧波串入電網(wǎng)、也起扼流圈的作用，限制浪涌電流。串入電網(wǎng)、也起扼流圈的作用，限制浪涌電流。c) c) 串聯(lián)式感應加熱電源：采用大電容濾波方式。串聯(lián)式感應加熱電源：采用大電容濾波方式。d)d)串聯(lián)式感應加熱電源串聯(lián)式感應加熱電源需對電容器預充電、并聯(lián)預充電、并聯(lián)式感應加熱電源可采用預充磁等技術(shù)手段來提高起動式感應加熱電源可采用預充磁等技術(shù)手段來提高起動的可靠性。的可靠性。中間電路逆變電路）逆變器電路技術(shù)特點）逆變器電路技術(shù)特點a)a)所謂所謂“逆變逆變”是相對整流而言的，把直流電能是相對

9、整流而言的，把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電能，就是轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電能，就是“逆變逆變”。這種。這種把變換過來的交流電能直接供給負載使用，也稱作把變換過來的交流電能直接供給負載使用，也稱作無源逆變。無源逆變。b)b)逆變器的電路型式繁多。適用感應加熱的逆逆變器的電路型式繁多。適用感應加熱的逆變器多采用單相橋式并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)、倍頻和變器多采用單相橋式并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)、倍頻和時間分割式（多用于時間分割式（多用于1010KHzKHz以上）逆變電路。以上）逆變電路。c) c)電力電子器件的發(fā)展（晶閘管、快速晶管、電力電子器件的發(fā)展（晶閘管、快速晶管、MOSFETMOSFET、GTRGTR、

10、IGBTIGBT等），逆變器的主電路結(jié)構(gòu)等），逆變器的主電路結(jié)構(gòu)趨向簡單化，典型結(jié)構(gòu)為功率器件模塊化，目前最趨向簡單化，典型結(jié)構(gòu)為功率器件模塊化，目前最流型的是逆變器模塊化。流型的是逆變器模塊化。起動電路）感應加熱電源的起動技術(shù)特點）感應加熱電源的起動技術(shù)特點 并聯(lián)式感應加熱電源必須設置起動電路并聯(lián)式感應加熱電源必須設置起動電路, ,常用的大常用的大致分為三種：致分為三種： a)a)撞擊式起動（撞擊式起動（自激起動）起動時，將電容器預充好電荷向負載回路的補償起動時，將電容器預充好電荷向負載回路的補償轉(zhuǎn)移，補償電容器又對加熱線圈（感應器）放電，轉(zhuǎn)移，補償電容器又對加熱線圈（感應器）放電，形成衰減

11、振蕩，通過負載回路檢測到的電壓和補償形成衰減振蕩，通過負載回路檢測到的電壓和補償電容支路電流信號的合成，產(chǎn)生逆變器觸發(fā)脈沖，電容支路電流信號的合成，產(chǎn)生逆變器觸發(fā)脈沖，在直流能量的及時補充下，振蕩幅值增大并得到維在直流能量的及時補充下，振蕩幅值增大并得到維持，起動成功。持，起動成功。起動失敗有許多因素：起動電路能量不多；直流起動失敗有許多因素：起動電路能量不多；直流端能量補充速度太慢；逆變橋換向失敗等。端能量補充速度太慢；逆變橋換向失敗等。超前脈沖形成逆變器脈沖分配功放LdT1T2T3T4CLTV自激起動（并聯(lián)諧振逆變器）的基本電路LdicUMFUdid相控式控制電路給定電路IHUHTC =I

12、d 補償逆變器脈沖對稱度用UT起動電路充磁電路撞擊式起動電路b)b)他激起動（他激起動（最適用于有自關斷能力的器件，用于最適用于有自關斷能力的器件，用于SCRSCR的少的少）他激起動是指用本機他激正弦信號使逆變電路獲得觸發(fā)脈沖，他激起動是指用本機他激正弦信號使逆變電路獲得觸發(fā)脈沖，然后再向逆變電路輸入端施加直流電壓，只要他激信號的頻率適然后再向逆變電路輸入端施加直流電壓，只要他激信號的頻率適當高于負載諧振頻率，就能順利起動。當高于負載諧振頻率，就能順利起動。他激起動的特征：在于首先向負載提供能量的是逆變電路，不他激起動的特征：在于首先向負載提供能量的是逆變電路，不是起動電路，但由于他激信號的頻

13、率是恒定的，逆變電路也就沒是起動電路，但由于他激信號的頻率是恒定的，逆變電路也就沒有頻率跟蹤能力。為了保證逆變電路能順利運行，在中頻電壓建有頻率跟蹤能力。為了保證逆變電路能順利運行，在中頻電壓建立之后，電路應由他激狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換到自激狀態(tài)。轉(zhuǎn)換框圖如下：立之后，電路應由他激狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換到自激狀態(tài)。轉(zhuǎn)換框圖如下：他激起動轉(zhuǎn)自激電路uH“0”自激狀態(tài)定角跟蹤電路&后續(xù)電路&負載電壓檢測電路他激信號發(fā)生器sbaD1D2D3D4D5他激自激轉(zhuǎn)換電路“0”他激狀態(tài)電路調(diào)試或控制電路檢查用切換開關c) c)零電壓起動零電壓起動這這種起動方式是近二十年來國內(nèi)很流行，主要原因在種起動方式是近二十

14、年來國內(nèi)很流行，主要原因在于這種方式無需附加起動部件，簡單實用，可減少成本。于這種方式無需附加起動部件，簡單實用，可減少成本。主要不足：當負載線圈的主要不足：當負載線圈的QQ值低時，起動成功率不高，值低時，起動成功率不高，起動操作需反復多次。起動操作需反復多次。起動簡要原理：即利用整流輸出電壓從零逐漸升高的起動簡要原理：即利用整流輸出電壓從零逐漸升高的過程中（實際上包括很豐富的諧波，整流器此時可視為一過程中（實際上包括很豐富的諧波，整流器此時可視為一臺諧波發(fā)生器）臺諧波發(fā)生器） ，晶閘管的緩沖電路電流及其他雜散元件，晶閘管的緩沖電路電流及其他雜散元件電流，都會在負載回路上被信號變壓器和變流器上

15、感生電電流，都會在負載回路上被信號變壓器和變流器上感生電壓；由于負載諧振電路具有選頻特性，在輸入直流電壓的壓；由于負載諧振電路具有選頻特性，在輸入直流電壓的頻譜中，與負載諧振頻率相等的諧波在負載電路上建立電頻譜中，與負載諧振頻率相等的諧波在負載電路上建立電壓幅值最高（因為在諧振點上負載阻抗值最高）。該電壓壓幅值最高（因為在諧振點上負載阻抗值最高）。該電壓一經(jīng)信號檢測電路獲得，觸發(fā)電路形成高次諧波脈沖，觸一經(jīng)信號檢測電路獲得，觸發(fā)電路形成高次諧波脈沖，觸發(fā)逆變器晶閘管而自動轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)發(fā)逆變器晶閘管而自動轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。典型的自激起動電路 JAJA是中頻電壓通過全波整流后得到的信號，是中頻

16、電壓通過全波整流后得到的信號，JAJA達到設定值時就達到設定值時就判定為中頻起振成功；判定為中頻起振成功；JCJC是鎖相環(huán)輸出信號；是鎖相環(huán)輸出信號；JBJB逆變器觸發(fā)信號。逆變器觸發(fā)信號。中頻變壓器先檢測到起動開始瞬間電壓，系統(tǒng)在逆變器大角度狀態(tài)中頻變壓器先檢測到起動開始瞬間電壓，系統(tǒng)在逆變器大角度狀態(tài)下起動，起諧后轉(zhuǎn)為小角度正常工作。下起動，起諧后轉(zhuǎn)為小角度正常工作。晶閘管逆變器并聯(lián)諧振起動跟蹤電路晶閘管逆變器并聯(lián)諧振起動跟蹤電路中頻起振檢測UMF移 相 調(diào)節(jié)同 步 觸 發(fā) 信 號發(fā)生器中頻電壓輸入JAJBJC諧振電源起振跟蹤器與系統(tǒng)主控制板的關系框圖UIVFCRC6453617C19B4

17、046逆變脈沖TUgUTKKCT整流器Ld逆變器諧振電容器加熱線圈PTC）負載電路技術(shù)特點）負載電路技術(shù)特點負載電路icIHT1T2T3T4CLTVUMFUHTCa)常用并聯(lián)負載電路T1T2T3T4CLUHb)常用串聯(lián)負載電路T1T2T3T4C1LHUHc)電容升壓負載電路C2UC2ULiciLT1T2T3T4UHd)電感升壓負載電路UCULiciLL1L2LSCSUCT1T2T3T4f)串聯(lián)輔助電感的負載電路iciLLT1T2T3T4UHe)串聯(lián)輔助電容的負載電路UCULiciLL1L2g)變壓器匹配負載電路負載電路3412tKtS中頻電源負載電路動態(tài)波形圖中頻電壓UMF中頻電流IMF負載電

18、容支路電流iC負載電感支路電流iL負載電路并聯(lián)諧振式負載電路波形并聯(lián)諧振式負載電路波形）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點8-18-1目前常用控制技術(shù)目前常用控制技術(shù)多采用多采用MCS-51MCS-51系列的系列的8989C51C51單片機或單片機或PLCPLC，構(gòu)成全數(shù)字觸發(fā)器，構(gòu)成全數(shù)字觸發(fā)器，全數(shù)字觸發(fā)器能確保脈沖等間距觸發(fā)。全數(shù)字觸發(fā)器能確保脈沖等間距觸發(fā)。 通常采用直流電壓調(diào)節(jié)為外環(huán)、電流調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)通常采用直流電壓調(diào)節(jié)為外環(huán)、電流調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)PIPI調(diào)調(diào)節(jié)器（還可考慮增設阻抗調(diào)節(jié)器，溫度調(diào)節(jié)器），可保證恒功率輸節(jié)器（還可考慮增設阻抗調(diào)節(jié)器，溫度調(diào)節(jié)器

19、），可保證恒功率輸出，這對提高加熱效果，保證質(zhì)量具有重要意義，而且還可實現(xiàn)出，這對提高加熱效果，保證質(zhì)量具有重要意義，而且還可實現(xiàn)PIPI調(diào)調(diào)節(jié)器最優(yōu)控制。節(jié)器最優(yōu)控制。 對于晶閘管整流器而言，采用單片機或?qū)τ诰чl管整流器而言，采用單片機或PLCPLC技術(shù)可成功地解決技術(shù)可成功地解決自動認相（電源相序）功能，確保正確的整流器晶閘管觸發(fā)功能。自動認相（電源相序）功能，確保正確的整流器晶閘管觸發(fā)功能。 采用大板結(jié)構(gòu)，將控制電源和控制電路集中在一塊板上，大大采用大板結(jié)構(gòu)，將控制電源和控制電路集中在一塊板上，大大簡化外部聯(lián)線，減少故障點，極利于維護。簡化外部聯(lián)線，減少故障點，極利于維護。 所有故障保護

20、措施均有微機檢測，故障現(xiàn)象均能得到有效快速所有故障保護措施均有微機檢測，故障現(xiàn)象均能得到有效快速處理。處理。）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點自動控制功能：水壓、他激自動控制功能：水壓、他激/ /自激切換、自動自激切換、自動/ /手動切換、加熱啟手動切換、加熱啟/ /停檢測、主回路上電檢測、快熔熔斷檢測、故障復位狀態(tài)檢測、過停檢測、主回路上電檢測、快熔熔斷檢測、故障復位狀態(tài)檢測、過流保護、過壓保護等，同時，可以檢測電路的異?，F(xiàn)象并通過數(shù)碼流保護、過壓保護等，同時，可以檢測電路的異常現(xiàn)象并通過數(shù)碼管顯示。管顯示。 控制電路具有軟啟動、軟停止功能，防止在啟動控制電路具有軟啟動

21、、軟停止功能，防止在啟動/ /停止過程中電停止過程中電流電壓上升率太大，引起過壓和過流，在逆變控制過程中能控制自流電壓上升率太大，引起過壓和過流，在逆變控制過程中能控制自動跟蹤負載實際頻率的變化，有效提高設備頻繁起動性能和可靠性，動跟蹤負載實際頻率的變化，有效提高設備頻繁起動性能和可靠性，同時在逆變器控制方面充分應用智能化功能，構(gòu)成了精確鎖相電路，同時在逆變器控制方面充分應用智能化功能，構(gòu)成了精確鎖相電路，使其逆變器效率提高。使其逆變器效率提高。 應用應用PLCPLC控制，用戶可根據(jù)需要自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成控制，用戶可根據(jù)需要自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路，其基本設計方法是借助集成開發(fā)軟

22、件平臺，用原理圖、硬件電路，其基本設計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，可將代碼傳送到目標芯片描述語言等方法，生成相應的目標文件，可將代碼傳送到目標芯片中，非常容易實現(xiàn)功能設計的數(shù)字系統(tǒng)。中，非常容易實現(xiàn)功能設計的數(shù)字系統(tǒng)。）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點 、對于串聯(lián)、并聯(lián)諧振式感應加熱電源，其采用控制對于串聯(lián)、并聯(lián)諧振式感應加熱電源，其采用控制技術(shù)有明顯不同，技術(shù)有明顯不同，串聯(lián)最鍵的是負載回路頻率跟蹤技術(shù)，串聯(lián)最鍵的是負載回路頻率跟蹤技術(shù)，而而并聯(lián)則是系統(tǒng)的起動控制技術(shù)并聯(lián)則是系統(tǒng)的起動控制技術(shù)，其次才是頻率跟蹤問題，所，

23、其次才是頻率跟蹤問題，所以并聯(lián)控制技術(shù)較串聯(lián)控制技術(shù)要復雜得多。以并聯(lián)控制技術(shù)較串聯(lián)控制技術(shù)要復雜得多。全控型器件逆變器無論用于串聯(lián)或并聯(lián)，系統(tǒng)的起動問題全控型器件逆變器無論用于串聯(lián)或并聯(lián)，系統(tǒng)的起動問題不是難點，只是要特別關注負載電路頻率跟蹤及控制精度等不是難點，只是要特別關注負載電路頻率跟蹤及控制精度等問題，如串聯(lián)諧振變換器可能有以下幾種工作方式：問題，如串聯(lián)諧振變換器可能有以下幾種工作方式： a a）逆變器開關頻率逆變器開關頻率諧振頻率，該方式下諧振頻率，該方式下 變換器為連續(xù)電變換器為連續(xù)電流工作方式（感性）。流工作方式（感性）。 ）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特

24、點ANNUNCIATOR BOARD #31035-8903 REFERENCE PANEL #31035-985C R O W B A R L O G I C BOARD #31035-920CS C R P H A S E CONTROLLERS C R F I R I N G BOARD #31035-833SCR CO NTRO LLER BOARD #31035-834CONTROL BOARD #31035-860L2R5R8R8R5R6R9R3R3共共12組組F I B E R O P T I C DRIVER BOARD #31035-895BASE DRIVER BOARD

25、#31037-089BIGBT MODULE-1IGBT MODULE-2BASE DRIVER BOARD #31037-089BIGBT MODULE-1IGBT MODULE-2R2R2R9INTERLOCK BOARD #31035-870D C T R I P A N D S C R FIRING BOARD #31035-931CURRENT SENSOR #31035-865C #31035-865CCURRENT SENSOR #31035-865C #31035-865CCURRENT SENSOR #31035-865C #31035-865CR7R7WATER TEMPC

26、AP PRESS等等現(xiàn)場設備聯(lián)鎖信號現(xiàn)場設備聯(lián)鎖信號L1整整流流控控制制部部分分反反饋饋控控制制部部分分逆逆變變控控制制部部分分FEEDBACK BO ARD #31035-861R1R18-2 8-2 典型控制技術(shù)特點典型控制技術(shù)特點1 1、應用于寶鋼某機組的感應加熱電源系統(tǒng)控制框圖、應用于寶鋼某機組的感應加熱電源系統(tǒng)控制框圖低壓橋起動條件全控半控高壓橋低壓橋逆變器負載電路IMFUMFTA656VACS300S300S300來自S300來自S300來自S300S300AAL300PROFIBUSP.L.C.CABUETTF300JP24P1P2J22J1J2J3J4J5J6J7J8JP238

27、-2 8-2 典型控制技術(shù)特點典型控制技術(shù)特點 2 2、用于線材的感應加熱電源控制系統(tǒng)示意圖、用于線材的感應加熱電源控制系統(tǒng)示意圖）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點）感應加熱電源的控制技術(shù)特點8-2 8-2 典型控制技術(shù)特點典型控制技術(shù)特點 3 3、用于帶材熱處理的感應加熱電源控制示意圖、用于帶材熱處理的感應加熱電源控制示意圖a a） 適當?shù)念l率和功率，以滿足工件大小和工藝要求的實現(xiàn)。適當?shù)念l率和功率，以滿足工件大小和工藝要求的實現(xiàn)。b b）具有頻率自動跟蹤能力，以保證工件頻率與諧振頻率的一致具有頻率自動跟蹤能力，以保證工件頻率與諧振頻率的一致

28、，因為工件溫度過了材料的居里點溫度后負載變化劇烈，因而諧，因為工件溫度過了材料的居里點溫度后負載變化劇烈，因而諧振頻率亦變化劇烈，電源的頻率應能及時的反應和調(diào)整。這是系振頻率亦變化劇烈，電源的頻率應能及時的反應和調(diào)整。這是系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)。統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)。c c）電源與負載應合理匹配，以便獲得最大輸出功率和較高的效電源與負載應合理匹配，以便獲得最大輸出功率和較高的效率?？捎妙~定電壓和額定電流之比的額定阻抗來表示。率。可用額定電壓和額定電流之比的額定阻抗來表示。d d） 能夠進行電壓自動調(diào)節(jié)，以保證提高感熱的質(zhì)量和效率。能夠進行電壓自動調(diào)節(jié)，以保證提高感熱的質(zhì)量和效率。e e） 完善的保護功能，防止

29、負載短路或其他故障損壞電源。完善的保護功能，防止負載短路或其他故障損壞電源。f f）防止高次諧波對電力網(wǎng)的影響。電源裝置的容量應和電力網(wǎng)防止高次諧波對電力網(wǎng)的影響。電源裝置的容量應和電力網(wǎng)連接點的短路容量有合乎標準的比例。連接點的短路容量有合乎標準的比例。g g）方便操作維護方便操作維護 、狀態(tài)自動記錄、無功補償（單位功率因素、狀態(tài)自動記錄、無功補償（單位功率因素）、甚至故障自診斷、自尋優(yōu)（所謂智能）等等。）、甚至故障自診斷、自尋優(yōu)（所謂智能）等等。9 9）感應加熱對電源的要求）感應加熱對電源的要求1 10 0）晶閘管逆變器串、并聯(lián)諧振晶閘管逆變器串、并聯(lián)諧振電源的電源的比較比較 a a、串聯(lián)

30、逆變器的負載電路對電源呈低阻抗，要求由電壓源、串聯(lián)逆變器的負載電路對電源呈低阻抗，要求由電壓源供電。并聯(lián)逆變器的負載對電源呈現(xiàn)高阻抗。逆變失敗時浪流沖供電。并聯(lián)逆變器的負載對電源呈現(xiàn)高阻抗。逆變失敗時浪流沖擊比串聯(lián)小，保護也容易。擊比串聯(lián)小，保護也容易。 b b、串聯(lián)逆變器的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電、串聯(lián)逆變器的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波。并聯(lián)逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦流近似正弦波。并聯(lián)逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，電流為矩形波，換流是在諧振電容上電壓過零以前進行，負波，電流為矩形波，換流是在諧振電容上電壓過零以前進行，負載電流也總

31、是超前電壓一角度。載電流也總是超前電壓一角度。c c、串聯(lián)逆變器橋臂晶閘管換流時必須保證先關斷、后開通，、串聯(lián)逆變器橋臂晶閘管換流時必須保證先關斷、后開通，且必須在晶閘管兩端并接快速二極管和較高要求的浪涌吸收電路。且必須在晶閘管兩端并接快速二極管和較高要求的浪涌吸收電路。而并聯(lián)逆變器晶閘管換流時必須保證先開通、后關斷。逆變器晶而并聯(lián)逆變器晶閘管換流時必須保證先開通、后關斷。逆變器晶閘管只需并接適當浪涌吸收電路。閘管只需并接適當浪涌吸收電路。d d、串聯(lián)逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有頻率。并、串聯(lián)逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有頻率。并聯(lián)逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有頻率

32、，聯(lián)逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有頻率， e e、串聯(lián)逆變器功率調(diào)節(jié)方式有二種：一是改變直流電源電壓、串聯(lián)逆變器功率調(diào)節(jié)方式有二種：一是改變直流電源電壓UdUd，二是改變改變晶閘管觸發(fā)頻率，二是改變改變晶閘管觸發(fā)頻率. .并聯(lián)逆變器的功率調(diào)節(jié)方式通并聯(lián)逆變器的功率調(diào)節(jié)方式通常只能改變直流電源電壓，改變常只能改變直流電源電壓，改變coscos的不多（范圍有限）。的不多（范圍有限）。 f f、串聯(lián)逆變器晶閘管是自然關斷的。并聯(lián)逆變器晶閘管是在全、串聯(lián)逆變器晶閘管是自然關斷的。并聯(lián)逆變器晶閘管是在全電流運行情況下被電流運行情況下被 強迫關斷的。串聯(lián)逆變器更適合于工作頻率較強迫關斷的。串聯(lián)逆

33、變器更適合于工作頻率較高的感應加熱裝置高的感應加熱裝置 。 g g、串聯(lián)逆變器的、串聯(lián)逆變器的晶閘管所承受電壓較低晶閘管所承受電壓較低，晶閘管流過負載電路晶閘管流過負載電路的全部電流的全部電流，包括有功和無功分量都需流過晶閘管。且逆變晶閘，包括有功和無功分量都需流過晶閘管。且逆變晶閘管丟脈沖只會使振蕩停止，不會造管丟脈沖只會使振蕩停止，不會造 成逆變顛覆。并聯(lián)逆變器的成逆變顛覆。并聯(lián)逆變器的晶晶閘管所承受電壓高閘管所承受電壓高，其值隨功率因數(shù)角增大而增大。由于負載，其值隨功率因數(shù)角增大而增大。由于負載 本本身構(gòu)成振蕩電流回路，只有有功電流流過逆變晶閘管，如偶而丟身構(gòu)成振蕩電流回路，只有有功電流

34、流過逆變晶閘管，如偶而丟脈沖時，仍可維持振蕩，工作較穩(wěn)定。脈沖時，仍可維持振蕩，工作較穩(wěn)定。 h h、串聯(lián)逆變器可以、串聯(lián)逆變器可以自激工作，也可以他激自激工作，也可以他激工作。他激工作時，工作。他激工作時，只需改變逆變觸發(fā)脈沖頻率，即可調(diào)節(jié)輸出功率只需改變逆變觸發(fā)脈沖頻率，即可調(diào)節(jié)輸出功率 。而并聯(lián)逆變器。而并聯(lián)逆變器一般只能工作在自激狀態(tài)一般只能工作在自激狀態(tài)1 10 0）晶閘管逆變器串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振晶閘管逆變器串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振電源的電源的比較比較 i i、串聯(lián)逆變器中晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱，不會引入直流成分電、串聯(lián)逆變器中晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱，不會引入直流成分電流而影響工作。而在并

35、聯(lián)逆變器中，逆變晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱，流而影響工作。而在并聯(lián)逆變器中，逆變晶閘管的觸發(fā)脈沖不對稱，則會引入直流成分電流而引起故障。則會引入直流成分電流而引起故障。 j j、串聯(lián)逆變器起動容易，適用頻繁起動場合。而并聯(lián)逆變器需要、串聯(lián)逆變器起動容易，適用頻繁起動場合。而并聯(lián)逆變器需要附加起動電路，起動較困難。附加起動電路，起動較困難。 k k、串聯(lián)逆變器中的晶閘管由于承受的是矩形波電壓，故、串聯(lián)逆變器中的晶閘管由于承受的是矩形波電壓，故dv/dtdv/dt值值大，吸收電路起著關鍵作用。而對大，吸收電路起著關鍵作用。而對di/dtdi/dt要求則較低。而在并聯(lián)逆變要求則較低。而在并聯(lián)逆變器中，流

36、過晶閘管的電流是矩形波，因而要求大的器中，流過晶閘管的電流是矩形波，因而要求大的di/dtdi/dt，面對，面對dv/dtdv/dt的要求則低些。的要求則低些。 l l、串聯(lián)逆變器與感應加熱線圈的距離可以較遠而對輸出功率影響、串聯(lián)逆變器與感應加熱線圈的距離可以較遠而對輸出功率影響較小。而并聯(lián)逆變器則感應線圈應盡量靠近電源（特別是槽路電容較小。而并聯(lián)逆變器則感應線圈應盡量靠近電源（特別是槽路電容器），否則功率輸出器），否則功率輸出 和效率都會大幅度下降。和效率都會大幅度下降。 m m、串聯(lián)逆變器感應線圈上電壓和槽路電容器上的電壓都、串聯(lián)逆變器感應線圈上電壓和槽路電容器上的電壓都 為逆變?yōu)槟孀兤鬏?/p>

37、出電壓的器輸出電壓的QQ倍。而并聯(lián)逆變器線圈和槽路電容器的電流則都是倍。而并聯(lián)逆變器線圈和槽路電容器的電流則都是逆變器輸出電流的逆變器輸出電流的QQ倍。倍。1 10 0）晶閘管逆變器串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振晶閘管逆變器串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振電源的電源的比較比較11 11）感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標）感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標以系統(tǒng)運行功率曲線圖標示：感應加熱電源裝置的主要技術(shù)指標以系統(tǒng)運行功率曲線圖標示：二、在寶鋼的典型應用二、在寶鋼的典型應用 鋼管條鋼事業(yè)部鋼管廠：用于鋼管熱處理用鋼管條鋼事業(yè)部鋼管廠：用于鋼管熱處理用800Hz2500Hz、900KW-1600K

38、W并（串并）聯(lián)式中頻電源的近并（串并）聯(lián)式中頻電源的近20套；初軋廠套；初軋廠50KHzIGBT高頻熱處理電源高頻熱處理電源1套直套直縫縫焊管廠焊管廠7套，套，6套中頻，套中頻，1套高頻焊機，其功率器件主要采用套高頻焊機，其功率器件主要采用SCR 、 IGBT模塊。模塊。 寶鋼國際捆帶包裝公司：中高頻電源寶鋼國際捆帶包裝公司：中高頻電源5套，其功率器件主要采套，其功率器件主要采用用SCR、 IGBT模塊。模塊。 在冷軋及硅鋼單元應用均為高頻電源，主要是對冷軋帶鋼進行在冷軋及硅鋼單元應用均為高頻電源，主要是對冷軋帶鋼進行熱處理，也有用于帶鋼焊縫熱處理的，其加熱電源頻率略低些，熱處理，也有用于帶鋼

39、焊縫熱處理的，其加熱電源頻率略低些，功率器件采用功率器件采用SCR、MOSFET（分立元件或組件）、分立元件或組件）、IGBT。 在熱軋單元，感應加熱電源主要用于板材加熱（邊部、中部或在熱軋單元，感應加熱電源主要用于板材加熱（邊部、中部或溫度補償），主要采溫度補償），主要采SCR功率器件。功率器件。VT1VT3VT5VT4VT6VT2VT7VT9VT10VT8整流觸發(fā)電路過流逆變觸發(fā)電路過壓保護電路1、應用最普遍的并聯(lián)式感應加熱電源、應用最普遍的并聯(lián)式感應加熱電源并聯(lián)式感應加熱電源適應負載變化能力最強，而對于負并聯(lián)式感應加熱電源適應負載變化能力最強，而對于負載回路的電氣絕緣要求相對于串聯(lián)諧來講

40、，要低些，這點對載回路的電氣絕緣要求相對于串聯(lián)諧來講，要低些，這點對于設計或選型時很重要。于設計或選型時很重要。2、半橋式逆變器電源、半橋式逆變器電源用于用于 3號熱鍍鋅機組鋅鍋及真空煉鋼用感應加熱電源主電路。號熱鍍鋅機組鋅鍋及真空煉鋼用感應加熱電源主電路。 L、R+S CR2D I O DE2D I O DE1S CR1C1C2濾波電濾波電容容CFudL1L2_+_1/2Ud1/2Ud典型應用典型應用三相4 1 5V整流回路濾波電路逆變回路諧 振 回路V11V12V21V22V31V32RDCL01L1L2L3L4L5L6T11T12T21T22T31T32T41T42T51T52T61T62D11D12D21D22D31D32D41D42D51D52D61D62L01LO2L03C01C02C03C04C05C06CO7C08C09C10C11C123、 MOSFET全橋并聯(lián)諧振逆變器全橋并聯(lián)諧振逆變器用于冷軋用于冷軋2號熱鍍鋅機組的合金化感應加熱電源主電路，裝置額號熱鍍鋅機組的合金化感應加熱電源主電路，裝置額定運行頻率