分析串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振的本質(zhì)區(qū)別
1. 從負(fù)載諧振方式劃分,可以為并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器兩大類型,下面列出串聯(lián)逆變器和并聯(lián)逆變器的主要技術(shù)特點(diǎn)及其比較:
串聯(lián)逆變器和并聯(lián)逆變器的差別,源于它們所用的振蕩電路不同,前者是用L、R和C串聯(lián),后者是L、R和C并聯(lián)。
(1)串聯(lián)逆變器的負(fù)載電路對(duì)電源呈現(xiàn)低阻抗,要求由電壓源供電。因此,經(jīng)整流和濾波的直流電源末端,必須并接大的濾波電容器。當(dāng)逆變失敗時(shí),浪涌電流大,保護(hù)困難。
并聯(lián)逆變器的負(fù)載電路對(duì)電源呈現(xiàn)高阻抗,要求由電流源供電,需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時(shí),由于電流受大電抗限制,沖擊不大,較易保護(hù)。串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振
(2)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,換流是在晶閘管上電流過(guò)零以后進(jìn)行,因而電流總是超前電壓一φ角。
并聯(lián)逆變器的輸入電流恒定,輸出電壓近似正弦波,輸出電流為矩形波,換流是在諧振電容器上電壓過(guò)零以前進(jìn)行,負(fù)載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說(shuō),兩者都是工作在容性負(fù)載狀態(tài)。
(3)串聯(lián)逆變器是恒壓源供電,為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時(shí)導(dǎo)通,造成電源短路,換流時(shí),必須保證先關(guān)斷,后開(kāi)通。即應(yīng)有一段時(shí)間(t )使所有晶閘管(其它電力電子器件)都處于關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)的雜散電感,即從直流端到器件的引線電感上產(chǎn)生的感生電勢(shì),可能使器件損壞,因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外,在晶閘管關(guān)斷期間,為確保負(fù)載電流連續(xù),使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響,必須在晶閘管兩端反并聯(lián)快速二極管。
并聯(lián)逆變器是恒流源供電,為避免濾波電抗Ld上產(chǎn)生大的感生電勢(shì),電流必須連續(xù)。也就是說(shuō),必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時(shí),是先開(kāi)通后關(guān)斷,也即在換流期間(tγ)內(nèi)所有晶閘管都處于導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí),雖然逆變橋臂直通,由于Ld足夠大,也不會(huì)造成直流電源短路,但換流時(shí)間長(zhǎng),會(huì)使系統(tǒng)效率降低,因而需縮短tγ,即減小Lk值。
串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振(4)串聯(lián)逆變器的工作頻率必須低于負(fù)載電路的固有振蕩頻率,即應(yīng)確保有合適的t 時(shí)間,否則會(huì)因逆變器上、下橋臂直通而導(dǎo)致?lián)Q流的失敗。
并聯(lián)逆變器的工作頻率必須略高于負(fù)載電路的固有振蕩頻率,以確保有合適的反壓時(shí)間t ,否則會(huì)導(dǎo)致晶閘管間換流失??;但若高得太多,則在換流時(shí)晶閘管承受的反向電壓會(huì)太高,這是不允許的。
(5)串聯(lián)逆變器的功率調(diào)節(jié)方式有二:改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發(fā)頻率,即改變負(fù)載功率因數(shù)cosφ。
并聯(lián)逆變器的功率調(diào)節(jié)方式,一般只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大,但所允許調(diào)節(jié)范圍小。
(6)串聯(lián)逆變器在換流時(shí),晶閘管是自然關(guān)斷的,關(guān)斷前其電流已逐漸減小到零,因而關(guān)斷時(shí)間短,損耗小。在換流時(shí),關(guān)斷的晶閘管受反壓的時(shí)間(t +tγ)較長(zhǎng)。
串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振綜上所述,并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器(通稱并聯(lián)或串聯(lián)變頻電源)各有其自己的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。從工業(yè)加熱應(yīng)用的角度,并聯(lián)逆變器廣泛應(yīng)用于熔煉、保溫、透熱、感應(yīng)加熱熱處理等各種領(lǐng)域,其功率可以從幾千瓦到上萬(wàn)千瓦。串聯(lián)逆變器廣泛應(yīng)用于熔煉——保溫的一拖二爐組以及高Q值高頻率的感應(yīng)加熱場(chǎng)合,其功率可以從幾千瓦到幾千千瓦。目前我國(guó)工業(yè)上采用的變頻電源90%以上屬并聯(lián)變頻電源。
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