一種基于全波斬控整流電路的中頻爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，由三相交流電源，變壓器，N個(gè)全波斬控整流電路，直流濾波電路，逆變電源和感應(yīng)線圈構(gòu)成。全波斬控整流電路有二極管整流電路和多重?cái)夭娐窐?gòu)成，其交流側(cè)電流畸變率很小，當(dāng)三個(gè)單相全波斬控整流電路直流側(cè)串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)三相全波斬控整流電路后，其直流側(cè)輸出電壓為一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，且在0到最大值之間任意可調(diào)。其中變壓器采用普通的工頻變壓器，且無需交流側(cè)無功補(bǔ)償與濾波設(shè)備，從而大大降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。
【專利說明】一種基于全波斬控整流電路的中頻爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，更具體的說，涉及一種基于全波斬控整流電路的中頻爐。
【背景技術(shù)】
[0002]中頻爐是一種典型的非線性負(fù)載，其采用晶閘管整流的方式將交流電整流成直流電，在其運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的諧波電流，給電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的污染，因此需要增加無功補(bǔ)償與濾波設(shè)備，濾除諧波電流；這大大增加了設(shè)備投資和運(yùn)行時(shí)的損耗。此外，中頻爐一般需要配備整流變壓器，用于將電壓轉(zhuǎn)換到合適的電壓等級，若中頻爐的功率較大時(shí)，就需要采用12脈波整流或是24脈波整流，由于整流變壓器比普通的變壓器昂貴的多，損耗也很大，因此由變壓器產(chǎn)生的設(shè)備投資和運(yùn)行損耗也非常大。
[0003]有的廠家用基于IGBT的可控整流電路代替晶閘管整流電路，用于向串聯(lián)型中頻爐供電，其交流側(cè)電流畸變很小，功率因數(shù)很高，不需要無功補(bǔ)償和濾波設(shè)備。但是基于IGBT的可控整流電路容量有限，且可擴(kuò)展性不強(qiáng)，設(shè)備昂貴，控制復(fù)雜，可靠性比較低，在中小功率的場合還勉強(qiáng)可以，但是在大功率的場合，便無法勝任了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其中全波斬控整流電路的交流側(cè)電流畸變很小，功率因數(shù)很高，其直流側(cè)輸出是一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，且在O到最大值之間任意可調(diào)。
[0005]本發(fā)明采用以下方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0006]一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其特征在于:由三相交流電源，變壓器，N個(gè)全波斬控整流電路，逆變電路和感應(yīng)線圈構(gòu)成。
[0007]其中三相交流電源接變壓器的一次側(cè)線圈，變壓器的二次側(cè)線圈相互隔離，每個(gè)線圈的輸出接全波斬控整流電路的交流輸入端，N個(gè)全波斬控整流電路的直流側(cè)輸出串聯(lián)連接，然后接到直流濾波電路上，直流濾波電路的另一側(cè)接逆變電路的直流側(cè)輸入，逆變電路的交流側(cè)輸出接感應(yīng)線圈。
[0008]直流濾波電路有電容或電感構(gòu)成，其作用為抑制全波斬控整流電路輸出的電壓和電流的波動(dòng)，為逆變電路提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓和電流，同時(shí)也抑制逆變電路對全波斬控整流電路的干擾。
[0009]全波斬控整流電路包含單相全橋二極管整流電路，濾波電容，補(bǔ)償電路，多重?cái)夭娐贰?br> [0010]單相全橋二極管整流電路作為全波斬控整流電路的交流輸入，單相全橋二極管整流電路的直流側(cè)接濾波電容(C)，多重?cái)夭娐返妮斎虢訛V波電容(C)的兩端，多重?cái)夭娐返妮敵鲎鳛槿〝乜卣麟娐返妮敵?；其中補(bǔ)償電路的作用為補(bǔ)償電容的充放電電流。
[0011]其中多重?cái)夭娐酚啥鄠€(gè)單重降壓斬波電路構(gòu)成，其中單重降壓斬波電路由IGBT(T)，二極管(D)和電感(L)構(gòu)成，IGBT的集電極作為斬波電路的正極輸入，IGBT的發(fā)射極，二極管(D)的陰極和電感(L)的一端相連，二極管(D)的陽極作為斬波電路的輸入的負(fù)極和輸出的負(fù)極，電感(L)的另一端作為斬波電路輸出的正極。
[0012]多個(gè)單重?cái)夭娐返恼龢O輸入相連作為多重?cái)夭娐返恼龢O輸入，多個(gè)單重?cái)夭娐返呢?fù)極輸入相連作為多重?cái)夭娐返呢?fù)極輸入，多個(gè)單重?cái)夭娐返恼龢O輸出相連作為多重?cái)夭娐返恼龢O輸出，多個(gè)單重?cái)夭娐返呢?fù)極輸出相連作為多重?cái)夭娐返呢?fù)極輸出。
[0013]如權(quán)利要求1所述的一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其特征在于:所述的多重?cái)夭娐分械腎GBT的占空比為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其特征在于:由三相交流電源，變壓器，N個(gè)全波斬控整流電路，逆變電路和感應(yīng)線圈構(gòu)成； 其中三相交流電源接變壓器的一次側(cè)線圈，變壓器的二次側(cè)線圈相互隔離，每個(gè)線圈的輸出接全波斬控整流電路的交流輸入端，N個(gè)全波斬控整流電路的直流側(cè)輸出串聯(lián)連接，然后接到直流濾波電路上，直流濾波電路的另一側(cè)接逆變電路的直流側(cè)輸入，逆變電路的交流側(cè)輸出接感應(yīng)線圈； 直流濾波電路有電容或電感構(gòu)成，其作用為抑制全波斬控整流電路輸出的電壓和電流的波動(dòng)，為逆變電路提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓和電流，同時(shí)也抑制逆變電路對全波斬控整流電路的干擾； 全波斬控整流電路包含單相全橋二極管整流電路，濾波電容，補(bǔ)償電路，多重?cái)夭娐罚? 單相全橋二極管整流電路作為全波斬控整流電路的交流輸入，單相全橋二極管整流電路的直流側(cè)接濾波電容(C)，多重?cái)夭娐返妮斎虢訛V波電容(C)的兩端，多重?cái)夭娐返妮敵鲎鳛槿〝乜卣麟娐返妮敵?；其中補(bǔ)償電路的作用為補(bǔ)償電容的充放電電流； 其中多重?cái)夭娐酚啥鄠€(gè)單重降壓斬波電路構(gòu)成，其中單重降壓斬波電路由IGBT( T )，二極管(D)和電感(L)構(gòu)成，IGBT的集電極作為斬波電路的正極輸入，IGBT的發(fā)射極，二極管(D)的陰極和電感(L)的一端相連，二極管(D)的陽極作為斬波電路的輸入的負(fù)極和輸出的負(fù)極，電感(L)的另一端作為斬波電路輸出的正極； 多個(gè)單重?cái)夭娐返恼龢O輸入相連作為多重?cái)夭娐返恼龢O輸入，多個(gè)單重?cái)夭娐返呢?fù)極輸入相連作為多重?cái)夭娐返呢?fù)極輸入，多個(gè)單重?cái)夭娐返恼龢O輸出相連作為多重?cái)夭娐返恼龢O輸出，多個(gè)單重?cái)夭娐返呢?fù)極輸出相連作為多重?cái)夭娐返呢?fù)極輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其特征在于:所述的多重?cái)夭娐分械腎GBT的占空比為:
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于全波斬控整流電路的中頻爐，其特征在于:所述的補(bǔ)償電路由主H橋子模塊(SM)，一個(gè)或多個(gè)輔助H橋子模塊(SM^SMn)和電感(L1)構(gòu)成，其中主H橋子模塊(SM)的直流側(cè)接權(quán)利要求1所述的全波斬控整流電路中的二極管整流電路直流側(cè)濾波電容(C)，輔助H橋子模塊的交流側(cè)，電感(L1)和主H橋子模塊(SM)的交流側(cè)依次串聯(lián)連接，形成一個(gè)回路；輔助H橋子模塊(SM廣SMn)的直流側(cè)接電容(C1'),用于穩(wěn)定輔助H橋子模塊的直流側(cè)電壓； 主H橋子模塊(SM)的控制方法為:二極管整流電路交流側(cè)電壓(Va。)為正時(shí)，主H橋子模塊的交流側(cè)輸出正電壓(T1和T4導(dǎo)通)，二極管整流電路交流側(cè)電壓(Va。)為負(fù)時(shí)，主H橋子模塊的交流側(cè)輸出負(fù)電壓(T2和T3導(dǎo)通)，此時(shí)，主H橋子模塊的交流側(cè)輸出電壓與二極管整流電路交流側(cè)電壓(Va。)的瞬時(shí)值相等；主H橋子模塊(SM)，輔助H橋子模塊(SM廣SMn)和電感構(gòu)成一個(gè)單相STATCOM系統(tǒng)； 通過控制 輔助H橋子模塊(SM廣SMn)的交流側(cè)輸出電壓可以控制該單相STATCOM系統(tǒng)輸出的無功功率，通過調(diào)整該無功功率的大小，可以使單相STATCOM系統(tǒng)的感性無功與二極管直流側(cè)濾波電容(C)的容性無功相互抵消，從而補(bǔ)償濾波電容(C)的容性無功對全波斬控整流電路交流側(cè)波形的影響。
【文檔編號】H02M5/42GK103997230SQ201410199010
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】郭高朋 申請人:郭高朋