[发明专利]一种中频逆变电源及其在中频感应加热炉中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种中频逆变电源，尤其涉及中频逆变电源的调节输出功率方式，并将其应用在中频加热炉中。

背景技术

感应加热是利用电磁感应原理将电能转化为热能，中频感应加热以其效率高、污染小等优点广泛用于工业加热领域。由于多种原因，我国中频感应电源目前普遍采用并联谐振电源，它是一个电流型逆变器，在实际应用中存在着功率因数低、电能消耗大，系统可靠性差等缺点。

传统的串联谐振直流电源采用不可整流方式，通过采用不可整流方式，可以提高系统的功率因数，但应用此种电源的中频感应加热炉只能采用逆变器调压方式调节中频感应加热炉的输出功率。

中频感应加热炉一般需要在大范围内调节输出功率，单一的调节功率的方式不能较好的满足中频感应加热炉的工作要求，也不能保证系统具有较好的性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有中频感应电源存在的缺点，提供一种功率因数较高、且采用非单一调功方式的中频逆变电源，并将此中频感应电源应用在中频加热炉中。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中频逆变电源，包括

不可控整流电路，对输入的交流电进行整流，输出直流电；

滤波电路，对不可控整流电路输出的直流电进行直流滤波；以及，

逆变电路，将经过滤波的直流电逆变为交流电供负载使用；

还包括变压器补偿控制器，输入的交流电现经过变压器补偿控制器，再进入不可控整流电路，对不可控整流电路的输入电压进行控制；以及，

所述的逆变电路为串联谐振逆变电路。

优选的是，所述的变压器补偿控制器具有两套调压系统，每套调压系统具有至少一个次线圈和一个二级主线圈组成的主电路，调压系统主电路通过与主电路内线圈数量相同对数的同时动作的开关控制；其中一对开关控制二级主线圈接入主电路的情况；另外的与次线圈数量相同的状态互补的开关分别控制一个次线圈接入主电路的情况。

优选的是，所述的变压器补偿控制器具有两套调压系统，每套调压系统均为三个次线圈和一个二级主线圈组成的主电路，调压系统电路通过四对同时动作的开关控制；其中一对开关控制二级主线圈接入主电路的情况；另外三对状态互补的开关分别控制一个次线圈接入主电路的情况。

优选的是，所述的每套调压系统，在其主回路内串联接入并联的两个晶闸管，并且两个晶闸管的导通方向相反。

优选的是，还包括检测电路，与所述的逆变电路连接，对逆变电路的输出电流和电压进行检测，并输出检测信号。

优选的是，还包括DSP主板，分别与检测电路、串联谐振逆变电路和变压器补偿控制器连接；接收检测电路反馈的检测信号，进行分析和处理，并根据分析结果产生控制信号，控制变压器补偿控制器和串联谐振逆变电路。

优选的是，所述的滤波电路为电容滤波电路。

优选的是，所述的串联谐振逆变电路，采用全控型大功率电力电子器件IGCT及全控桥逆变电路，和LC串联谐振方式。

一种中频感应加热炉，包括炉体、倾炉传动装置、操作控制台、母线、感应线圈、谐振电容、冷却水路，以及中频感应电源；此中频感应电源包括：不可控整流电路，对输入的交流电进行整流，输出直流电；滤波电路，对不可控整流电路输出的直流电进行直流滤波；以及，逆变电路，将经过滤波的直流电逆变为交流电供负载使用；还包括变压器补偿控制器，输入的交流电现经过变压器补偿控制器，再进入不可控整流电路，对不可控整流电路的输入电压进行控制；以及，所述的逆变电路为串联谐振逆变电路。

本发明的有益之处是：首先，采用了变压器补偿控制器对输入不可控整流电路的电压进行调控，通过改变不可控整流电路的输入电压调节输出功率；其次，采用DSP主板进行总控制，实现自动化控制；最后，采用本发明所述的中频逆变电源的中频感应加热炉具有较高的可靠性和稳定性，以及较高的功率因数。

附图说明

图1为本发明的主电路的连接关系示意图；

图2为本发明的系统原理图；

图3为单相变压器补偿调压电路原理图；

图4为图2所示的串联谐振逆变电路的原理图；

图5为图4所示的串联谐振逆变电路的工作状态示意图。

具体实施方式

一种中频逆变电源，如图1所示，在电路拓扑方面，三相交流电依次经不可控整流电路1；滤波电路，在本实施例中采用电容滤波电路；串联谐振逆变电路2；再输出交流电供负载3使用。