串聯(lián)型感應(yīng)加熱電源的自動負(fù)載匹配技術(shù)

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1、第43卷第8期電力電子技術(shù)V01．43No．82o09年8月PowerElectmnicsAugust，2009串聯(lián)型感應(yīng)加熱電源的自動負(fù)載匹配技術(shù)李亞斌，彭詠龍，劉永豐(華北電力大學(xué)，河北保定07l0o3)摘要：分析了串聯(lián)型【古l態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源的]作原理，闡述了脈寬移相自動負(fù)載匹配技術(shù)的工作原理和實現(xiàn)方法。采用該匹配技術(shù)可以使高頻感應(yīng)加熱電源一‘直保持網(wǎng)側(cè)的高功率因數(shù)、低諧波、高效率，從而提高固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源對負(fù)載變化的適應(yīng)能力。關(guān)鍵詞：感應(yīng)加熱：電源；功率數(shù)／負(fù)載匹配中圖分類號：TM924．5；TM86文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：l0o0一lo0

2、X(2009)08一O042—02Technique0fAutO-lOad-matchingOfSeriesInducti0nHeatingPOwerSupplyLIYa-bin，PENGY0ng—l0ng，LIUYong～feng、(r『『j舢ec￡mP0靴rf／ne瑙，8∞d071003，nⅡ)Abstract：The0perati0nprincipleofhighfequencysolid—stateinductionheatingpowersupplyisana1yzed，andtheprinci—pleandIalizati0nofauto—l

3、()ad—matchingbased()nphase—shift(Ps)andpulse—width—modulation(PwM)techniquearlestud—ieddetailedly．Theauf0一load—matchil】gtechniquecanmakethehighfequencys()lid—sta【einducti0nhea【ingpowersupplytokeepthehighpowerfla【．tor，highemcjency，lowl1aI1110njcsandhjghadaptjvecapacjtywjthloadchan

4、ging．KeywOrds：inductionhea“ng；p0wel’supP1y；p0werfactor／auto一1oad—matching1引言行效率、功率因數(shù)大于0．9和最佳負(fù)載匹配狀態(tài)。固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源以其高效、節(jié)能、高品質(zhì)2串聯(lián)型固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源等優(yōu)點在金屬熱處理等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用川。目前，串聯(lián)型固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源是一種典型的單固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源正朝著高頻、大容趕、智能化相電壓型諧振逆變器，其原理圖和輸出電壓、電流波方向快速發(fā)展．而負(fù)載阻抗匹配技術(shù)是感應(yīng)加熱電形如圖1所示。源的關(guān)鍵技術(shù)I2_負(fù)載阻抗匹配技術(shù)是使負(fù)載阻抗等于電源

5、額定阻抗的方法和措施。當(dāng)感應(yīng)加熱電源和負(fù)載處于匹配狀態(tài)時．其輸出電壓、電流可同時達(dá)到額定值，進(jìn)而滿功率輸出，此時感應(yīng)加熱電源具有最高的電效率和利用率．并且其運行穩(wěn)定性和安全性也得以提高：如果感應(yīng)加熱電源與負(fù)載不匹配，不僅其效率降低、電源容量得不到充分利用，而且感應(yīng)加熱電源的圖l串聯(lián)型嘲態(tài)高頻電源原理圖及工作波形運行安全性和穩(wěn)定性也變差。由于同一臺電源在加串聯(lián)型固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源的工作頻率取決熱不同負(fù)載時．負(fù)載的折射等效阻抗差別很大，常規(guī)于諧振槽路的固有諧振頻率，其最佳的工作狀態(tài)為的負(fù)載匹配方法．如改變匹配變壓器的變比(串聯(lián)零電壓換流模式(zVS)，可通

6、過定角控制鎖相電路型)、改變諧振槽路參數(shù)(并聯(lián)型)等都有很大的局限來實現(xiàn)。此時：①器件是零電壓、零電流開通，開通損性．因此研究采用電子手段實現(xiàn)高頻感應(yīng)加熱電源耗很??；②器件是零電壓、非零電流關(guān)斷，但由于器件的關(guān)斷電流很小，并且是零電壓，因此關(guān)斷損耗也的自動負(fù)載匹配，這對提高電源效率和運行穩(wěn)定性很小：③不存在二極管反向恢復(fù)問題，由寄生雜散電有重要的現(xiàn)實意義。感引起的過電壓很小。采用電子手段實現(xiàn)負(fù)載匹配的方法主要有脈沖密度調(diào)節(jié)【3j和移相調(diào)節(jié)兩種．其各有優(yōu)缺點。在此3脈寬移相控制技術(shù)脈寬移相控制技術(shù)結(jié)合了PWM和PS的優(yōu)點．采用脈寬移相控制技術(shù)，完成串聯(lián)型固

7、態(tài)高頻感應(yīng)加在調(diào)節(jié)電源功率的同時，保證電源的逆變開關(guān)器件熱電源的自動負(fù)載匹配設(shè)計。該方法可以使電源在一直工作于最佳的zVS．不僅實現(xiàn)了負(fù)載匹配，而且不改變匹配變壓器變比的情況下，始終處于最高運提高了電源運行的穩(wěn)定性和安全性。定稿日期：2o09—02—243．1脈寬移相控制的原理分析作者簡介：李亞斌(J97O一)，男，河北蔚縣人，博士，研究方向為對于如圖l所示的逆變器結(jié)構(gòu)來說，當(dāng)不采用電力電子技術(shù)。脈寬移相時，VQ，，VQ，的觸發(fā)脈沖完全相同，VQ，42串聯(lián)型感應(yīng)加熱電源的j動負(fù)載匹配技術(shù)VQ的也完全相同，兩組脈沖在相位上互差l80。，逆變器輸出電壓為占空

8、比D=50％的方波。如果將VQ。，VQ作為定橋臂，將VQ，VQ構(gòu)成的動態(tài)橋臂的觸