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串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)功方法
發(fā)布日期：2020-06-24 點擊：1153次
通常逆變器要求功率可調(diào),以滿足不同負載的需求,而串聯(lián)諧振逆變器的調(diào)功方式大體可分為兩大類直流側(cè)調(diào)功和逆變側(cè)調(diào)功。
直流側(cè)調(diào)功
直流側(cè)調(diào)功方式是在逆變器的直流側(cè)進行輸出功率調(diào)節(jié)的方式,即通過對逆變環(huán)節(jié)輸入電壓值的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對逆變器輸出功率的調(diào)節(jié)。通常有兩類直流側(cè)調(diào)功方式相控整流調(diào)功和直流斬波調(diào)功。
1.相控整流調(diào)功
整流電路采用全控或半控器件進行可控整流,如圖2-8所示,通過調(diào)節(jié)觸發(fā)角得到不同的整流輸出直流電壓供給逆變環(huán)節(jié),從而改變逆變器輸出功率。相控整流方式很大的不足是由于觸發(fā)角直接影響到網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),因此采用相控整流調(diào)功時會使系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)變低,同時也會給電網(wǎng)帶來不同程度的諧波危害。另外,還有采用半控器件時系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng)快速性差等缺點。
2.直流斬波調(diào)功
圖2-9為直流斬波調(diào)功電路拓撲,即在整流與逆變環(huán)節(jié)之間加入DC/DC變換器,通過調(diào)節(jié)DC/D變換器的功率器件導(dǎo)通占空比來改變輸出電壓,從而調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱電源的輸出功率,該模式采用不控整流方式,大大降低了系統(tǒng)對電網(wǎng)的干擾,且提高了網(wǎng)側(cè)功率因素但需在主電路增加一級直流調(diào)壓和濾波電路,大大增加了電源的體積和成本,且斬波主開關(guān)器件工作在硬開關(guān)狀態(tài),開關(guān)損耗大,不易在高頻及大容量系統(tǒng)中應(yīng)用。
逆變側(cè)調(diào)功
逆變側(cè)調(diào)功即在逆變器側(cè)通過對逆變橋功率器件開通關(guān)斷的控制改變逆變器輸出電壓的有效值從而實現(xiàn)對逆變器輸出功率的調(diào)節(jié)。常見的逆變調(diào)功方法主要有脈沖頻率調(diào)制法、脈沖密度調(diào)制法、PWM調(diào)制法,下面分別進行介紹。采用逆變側(cè)調(diào)功方案,其電路如圖2-10所示,就可以在直流側(cè)采用不控整流,從而大大提高系統(tǒng)整體網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),同時逆變側(cè)功率調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度比采用直流側(cè)調(diào)節(jié)要快。
1.頻率調(diào)制
從圖2-6可以看出串聯(lián)諧振電路的阻抗頻率特性。如果讓負載工作在感性狀態(tài)下,那么負載阻抗將隨頻率的提高而提高,從而減小輸出功率。頻率調(diào)制的方式簡單易行,而且容易實現(xiàn)軟開關(guān)。但是調(diào)節(jié)范圍有限,如果要求輸出功率接近零,就要求開關(guān)頻率達到無窮大,這顯然是不可能的,所以只有在值較高的時候才比較有優(yōu)勢。
2.脈沖密度調(diào)制
就是通過控制脈沖密度,從而控制輸出平均功率,來達到控制功率的目的。也就是通過控制加熱時間來控制功率。這種控制方法較容易實現(xiàn),在傳統(tǒng)的電阻加熱的設(shè)備中比較常用。但是由于是間斷加熱,所以加熱效果不好,使加熱對象加熱不均勻,這種方法較少用。
3.脈沖寬度調(diào)制
該方法通常采用不控整流橋和濾波電路為逆變橋提供穩(wěn)定的直流輸入電壓,應(yīng)用負載頻率跟蹤技術(shù),使電流過零信號與基準橋臂驅(qū)動信號同步,通過調(diào)節(jié)逆變橋基準橋臂與移相橋臂的驅(qū)動信號之間的移相角,盡而改變輸出電壓脈寬,使得負載輸出的正負交替電壓之間插入一個零電壓區(qū),從而調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值,實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。在這種控制方案下電路中的功率開關(guān)器件易實現(xiàn)ZVS或ZCS軟開關(guān),減少了開關(guān)損耗和電磁干擾,同時調(diào)功范圍寬、速度快、功率因數(shù)高、負載適應(yīng)性好,克服了整流調(diào)功和PFM調(diào)功的缺點,是目前一種較好的控制方案。而根據(jù)輸出電壓基波和輸出電流的相位關(guān)系有三種移相調(diào)功方式：
（1）容性移相PWM調(diào)功方式輸出電壓基波相位滯后輸出電流
（2）諧振移相PWM調(diào)功方式輸出電壓基波與輸出電流同相位
（3）感性移相PWM調(diào)功方式輸出電壓基波相位超前輸出電流。
