[实用新型]一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多单元高频电源的保护，尤其是一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置。

背景技术

在高频感应加热设备中，采用IGBT元件组成的串联逆变电路把直流电能转变成高频交流电。根据用户需要，高频电源装置的输出功率一般在几十千瓦至数百千瓦。每四只IGBT元件组成一个逆变桥，是高频电源装置的基本功率单元，一个基本单元的输出功率受IGBT元件额定参数限制，如采用额定电流为600A的IGBT元件组成一个基本单元，输出功率可达150KW。如果要求更大的输出功率，通常方法是采用两个或三个基本单元并联，组合成多单元装置，使输出功率得以提高。

多单元高频电源装置在高频变压器中并联，即每个单元的输出都接入高频变压器中对应的一组原绕组，而副绕组是共用的一组。各原绕组紧密藕合，使各单元的电磁参数完全相同，因而负荷均分。

如果电路发生故障，其中一组基本单元停止工作，则工作单元将过载损毁。为此，凡双单元高频电源装置，无一例外地都采用不平衡电流保护措施，检测各单元电流，当电流不平衡时，立即自动停机。但实际运行时，电流不平衡引起的故障仍时有发生，而且大功率的三单元装置至今还没有保护电路应用。

当前应用的双单元高频电源装置电流不平衡保护电路缺陷分析，现有双单元装置电流不平衡保护电路原理图见图1；图中标号B为高频变压器，L1、L2为分单元的变压器绕组，T1、T2为分单元高频电流互感器，标号D1、D2为采样电路。当两单元电流相等时，两组采样电路的采样电压数值相等，方向相反，于是三级管Tr1和Tr2都不具备导通条件；当两单元电流不等时，两组采样电压值也出现差异，这时三级管Tr1和Tr2的其中一只就具备导通条件，输出故障信号，实施停机保护。

在正常运行条件下，两单元电流偏差很小，保护电路不响应是正常的；电路可能遇到的最严重故障是某一单元缺乏驱动信号而完全不工作，实践中也观察到此类现象出现时，保护电路也没有响应。经分析，在一个单元停止工作时，正常单元通过高频变压器与故障单元藕合，将高频电能由正常单元向故障单元传递，并通过反向二极管向滤波电容充电，使电压升高。这时，故障单元电流与正常单元电流相等，只是相位相差180°；由于采样电路用二级管整流桥检测单元电流，是一种标量采样电路，并不能鉴别故障状态时电流的相位改变，所以保护电路无效，兼于上述这些原因，需要改进电路的保护装置。

实用新型内容

夲实用新型为了解决上述的保护电路，检测故障单元电流不准确，起不到保护电路的作用，通过合理的设计，提供一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置，准确的检测故障单元电流、电源，在一个单元电路故障发生时，保护正常的单元。

夲实用新型为了实现的上述发明目的，采用如下的技术方案：高频变压器中部设置高频变压器磁芯，高频变压器磁芯中部设置高频变压器副边输出端；高频变压器磁芯上方设置高频变压器第一单元绕组，高频变压器第一单元绕组右方设置第一单元功率输入端；高频变压器磁芯下方设置高频变压器第二单元绕组，高频变压器第二单元绕组右方设置第二单元功率输入端；高频变压器右方设置互感器装置的箱体，箱体中设置差值电流采样电路，差值电流采样电路左方设置信号连接线路，信号连接线路左方设置第二单元高频电流互感器；第二单元功率输入端的其中一条线路通过第二单元高频电流互感器；高频变压器第一单元绕组右方的第一单元功率输入端其中一条线路通过第一单元高频电流互感器，第一单元高频电流互感器右方设置信号连接线路，至少两组的信号连接线路与第二单元高频电流互感器右方的信号连接线路中部并联；并联的信号连接线路与右方箱体中的差值电流采样电路连接；差值电流采样电路右方设置故障信号输出端，故障信号输出端连接控制装置。

矢量采样方法的保护电路是针对原有电路缺陷设计的创新电路，具有可靠的不平衡电流检测和保护功能。所谓矢量采样方法，是用高频电流互感器的测量绕组反向连接后直接测量各单元电流的差值，这种测量方法对电流相位的变化非常敏感。