[发明专利]并联逆变式晶闸管中频电源不对称起动及其控制

说明书

本发明涉及并联逆变式晶闸管中频电源装置。

并联逆变式晶闸管中频电源是将工频交流电经整流、滤波，再由并联逆变器逆变成中频电压，供负载感应加热的装置，（见图1）。工作时，逆变晶闸管的触发脉冲是由逆变器输出的中频信号u_s经对称触发脉冲形成电路产生，触发脉冲满足对称触发条件，即对角桥臂（S₁，S₄）或（S₂，S₃）须同时触发，且交替轮流导通，它们的触发相位互差180°，为保证逆变器可靠工作，晶闸管承受反压的时间t_f应始终大于晶闸管关断时间t_q，（如图4），这样，当S₁，S₄触发导通，换流之后，S₂，S₃能可靠关断，反之亦然。该中频电源的起动过程，就是向负载L，C并联谐振槽路不断输入能量，使之逐渐建立起谐振电压的过程，目前常用的起动方法有两种：一、预充电起动法，该法起动的初始能量来自预充电电容，因此需一套庞大的辅助电路，增加了成本，由于起动过程中一段时间内，谐振槽路端电压U_c相对于稳态工作电压很低，所以这时逆变器的换流能力差，不仅换流过程慢，且换流后受滤波器磁能的影响，谐振槽路电压将较快改变方向，出现晶闸管承受反压时间小于关断时间，使刚退出运行的晶闸管不能可靠关断而导致起动失败，特别对于低阻抗负载，起动更为困难。二、预充磁起动法，它是利用装置本身的滤波电抗器作为初始能量的贮存元件，虽起动所需辅助元件相对较少，但与上述预充电法同样的原因，造成起动困难，特别在较高频率范围（2.5K～10KHz），尤其如此，所以其应用受到了很大限制。

本发明的目的旨在改善并联逆变式晶闸管中频电源的起动性能，提出一种起动所需辅助元件少，成本低，负载适应能力强，且在整个中频范围（0.5K～10KHz）均能可靠起动的方法及其控制。

本发明提出的起动方法是：在起动过程中对逆变晶闸管的触发采用三桥臂不对称触发，即先暂不触发逆变桥中某一晶闸管，以延长晶闸管负向电压持续时间t_f，使晶闸管承受反压的时间t_f始终大于关断时间t_q，保证可靠起动，待中频电源装置起动起来后，使逆变晶闸管再转为正常运行时的四桥臂对称触发控制。

为实现这一起动法，一般可在控制电路中增设脉冲控制器，起动时由其将对称触发脉冲信号实行封锁，并发出脉冲，触发逆变桥三个桥臂的晶闸管，起动完毕，则解除封锁，停发脉冲，这时逆变晶闸管转为正常运行时的四桥臂对称触发控制状态。该脉冲控制器可以由单片微机或其他微机系统所构成。

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1是并联逆变式晶闸管中频电源原理结构图;图中1为三相全控整流桥，2为滤波电抗器，3为由晶闸管S₁～S₄构成的并联逆变器，4为负载。

图2是逆变晶闸管触发脉冲的控制原理图。

图3是起动时三桥臂晶闸管不对称触发脉冲及其电压波形。

图4是运行时四桥臂晶闸管对称触发脉冲及其电压波形。

图5是本发明的一种实施例。