600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路的设计
IGBT超音频串联移相调功感应加热电源的研究
e = −N
dϕ dt
(1-1)
式中 N 是线圈匝数，假如 ϕ 是按正弦规律变化的，则有：
ϕ = φ m sin ωt
(1-2)
那么可得到感应电动势为：
e = − Nφ mω cos ωt
(1-3)
2
第 1 章 绪论
因此感应电动势的有效值为：
感应加热技术是 20 世纪初才开始应用于工业部门的，它是通过电磁感应原 理和利用涡流对工件进行加热，是制造业和材料加工中的一种重要手段[1]。 目前半导体固态感应加热电源的频率划分如下： 200Hz 以下为低频， 0.2～ 10kHz 为中频，10～100kHz 为超音频，100kHz 以上称为高频，它们具有不同的 应用范围[2]。本文所设计的超音频感应加热特别适合表面淬火和感应钎焊等。 上世纪八十年代以前，超音频感应加热电源十分缺乏，电子管振荡器电源和 晶闸管感应加热电源性能不好。电子管振荡器加热电源设备体积大、耗材多、电 压高、电磁污染和效率太低。晶闸管感应加热电源由于晶闸管本身开关特性等参 数的限制，频率很难提高。 上世纪八十年代以后，随着新型大功率半导体开关器件的相继出现，促进了 以 GTR 、 IGBT 、 SIT 、 SITH 、 MCT 构成的感应加热电源的发展，各国竞相研 制。目前主要以 IGBT 为主，并逐渐占据主导地位 。 其主要优点为： (1)体积小、重量轻、安装便捷； (2)IGBT 导通损耗小，通态压降为几伏，效率高，能耗小，冷却水流量小； (3)通过合理设计，工作频率自动跟踪负载特性的变化； (4)优良的控制性能，便于实现自动化操作。 国外串联超音频感应加热电源技术比较成熟[3]。从市场上看，国内小功率串 联感应加热电源开始大量出现，主要问题是产品缺乏应有的频率自动跟踪功能。 此外国内正在研究和生产超音频串联感应加热电源企业还没形成生产规模[3]。 因此为了改变上述局面，缩小与国外感应加热电源技术水平的差距，研制新 型 IGBT 超音频感应加热电源就显得十分必要。
中频炉设计方案范文
中频炉设计方案范文中频炉是一种用于加热金属的设备，具有操作简便、加热速度快、能耗低等特点。
下面是一个关于中频炉设计方案的详细描述，超过1200字。
设计方案：中频炉是一种用于加热金属的设备，通常用于金属材料的熔化、热处理等工艺。
中频炉由电源系统、电源变换装置、加热装置等组成。
本设计方案将从加热装置设计、电源变换装置设计和电源系统设计三个方面进行详细论述。
首先，加热装置设计是中频炉设计的核心。
加热装置通常由感应线圈和工作温度控制系统组成。
感应线圈是产生感应磁场的关键部件，根据工作需求选择合适的线圈材料和线圈数量。
感应线圈的线圈布局应合理，以达到均匀加热的效果。
此外，感应线圈的匝数和直径也应根据工作温度确定。
工作温度控制系统可以采用PID控制器等设备，通过控制电源开关周期和频率，调节加热功率和温度。
其次，电源变换装置设计是中频炉设计的另一个重要方面。
电源变换装置通常由斩波电路、逆变电路和输出变压器等组成。
斩波电路负责将电网的交流电信号转换为直流电信号，逆变电路将直流电信号转换为中频交流电信号，输出变压器将中频交流电信号提供给感应线圈。
设计中频炉的电源变换装置需要考虑其高效率、稳定性和可靠性。
在设计过程中，还应考虑频率适宜、波形质量高等要求。
最后，电源系统设计是中频炉设计的另一个重要环节。
电源系统通常由电源主机、控制系统和保护系统组成。
电源主机负责提供电能，控制系统负责控制加热功率和温度，保护系统负责监测电流和电压等参数，保护设备的正常运行。
在电源系统设计中，应注意电源的稳定性和可靠性。
此外，还需要考虑负载变化时的性能，以及响应速度和效率等因素。
综上所述，中频炉设计方案主要包括加热装置设计、电源变换装置设计和电源系统设计。
加热装置设计需要考虑线圈材料、线圈布局和工作温度控制系统等因素。
电源变换装置设计需要注意其高效率、稳定性和可靠性。
电源系统设计需要考虑电源的稳定性、负载变化时性能的变化和保护系统等因素。
串联谐振中频电炉原理_串联谐振中频电炉电路特点
串联谐振中频电炉原理_串联谐振中频电炉特点大家之前都在聊中频电炉，是不是对中频电炉非常了解呢，今天不妨大家一起来交流一下，互相学习一下经验，弥补一下自己的不足，那我就先来提一个问题，大家是否知道串联谐振中频电炉电路特点，还有就是串联谐振中频电炉原理有哪些具体应用，这个问题不好回答吧，既然大家都不知道，那今天就给大家科普一下串联谐振中频电炉原理，不知道的小伙伴可要仔细阅读哦！那么下文就开始介绍串联谐振中频电炉电路特点了。
【串联谐振中频电炉原理】串联谐振中频电炉电路特点所谓串联谐振是指回路中LC串联，两者阻抗之和刚好为0，所以整个回路呈纯电阻性，整个回路阻抗变小，电流将变大。
在电力系统中可能会造成过电压，所以在电力系统中也较电压谐振【串联谐振中频电炉控制板详解】串联谐振中频电炉电路特点整流控制电路简单，只是在一般三相晶闸管半控桥式整流电路用触发器的基础上，加一斜波发生器构成。
斜波发生器是代替触发器的移相角设定功能。
每次起动时，斜波发生器输出到触发器的电压会按预定的速率，由零逐渐升高，终稳定在某一值。
因此，串联谐振中频电炉原理相应的触发脉冲的控制角会从变大逐渐减小，终稳定在0°，使晶闸管全导通，从而实现软起动。
在正常停止时，情况则相反，串联谐振中频电炉电路特点斜波发生器的输出电压由恒定值逐渐降至零，晶闸管从全导通状态逐渐过渡到截止。
因故障停止时，则采取封锁触发脉冲的方法，使晶闸管快速截止。
逆变控制电路如图1-7-3所示．其工作波形示于图1-7-4。
在t=t0时刻触发KS1，方波环节把经电流互感器CT1检出的电流信号变成方波。
方波的作用有二：一是方波的后沿作为延时环节的延时起点：二是方渡使计数器复位。
方波结束，延时环节开始延时，计数器开始计数。
延时一td后，双稳环节输出端q3变成“1”，打开了图中上一个脉冲形成环节的门，串联谐振中频电炉原理允许计数器的溢出脉冲通过。
计数器的计数值是固定的(例如1024)，计数值到，其输出端qs成“1”，经脉冲形成环节，生成固定宽度的脉冲，再经脉冲功放去触发晶闸管KS2。
IGBT串联谐振
IGBT串联谐振淬火、透热、熔炼资料《二》《IGBT串联半桥逆变器吸收电路计算》来自洛阳的感应加热逆变专家技术顾问王世鑫技术支持151电379话97787半桥结构串联谐振逆变电路原理图该电源采用半桥结构串联谐振逆变电路，主电路原理如图3所示。
在大功率IGBT 谐振式逆变电路中，主电路的结构设计十分重要，由于电路中存在引线寄生电感，IGBT开关动作时在电感上激起的浪涌尖峰电压Ldi／dt不可忽视，由于本电源采用的是半桥逆变电路，相对全桥电路来说，将产生比全桥电路更大的di／dt。
正确设计过压保护即缓冲电路，对IGBT的正常工作十分重要。
如果缓冲电路设计不当，将造成缓冲电路损耗增大，会导致电路发热严重，容易损坏元件，不利于长期工作。
过程是：当VT2开通时，随着电流的上升，在线路杂散电感Lm的作用下，使得Uab下降到Vcc－Ldi／dt，此时前一工作周期以被充电到Vcc的缓冲电容C1，通过VT1的反并联二极管VD1、VT2和缓冲电阻R2放电。
在缓冲电路中，流过反并联二极管VD1的瞬时导通电流ID1为流过线路杂散电感电流IL和流过缓冲电容C1的电流IC之和。
即ID1＝IL ＋IC，因此IL和di／dt相对于无缓冲电路要小得多。
当VT1关断时，由于线路杂散电感Lm的作用，使Uce迅速上升，并大于母线电压Vcc，这时缓冲二极管VD1正向偏置，Lm中的储能（LmI2／2）向缓冲电路转移，缓冲电路吸收了贮能，不会造成Uce的明显上升。
缓冲元件的计算与选择式中：f—开关频率；Rtr—开关电流上升时间；IO—最大开关电流；Ucep—瞬态电压峰值。
在缓冲电路的元件选择中，电容要选择耐压较高的电容，二极管最好选择高性能的快恢复二极管，电阻要用无感电阻。
大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究的开题报告
大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究的开题报告尊敬的评委老师：我是xxx，我所选的课题是大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究，现准备给大家做一个开题报告。
一、研究背景及意义电磁炉是一种新型的烹饪器具，它不像传统的明火烧炉，而是采用电磁感应技术，通过电磁场加热食物。
电磁炉具有高效节能、快速加热、精准控温等优点，被广泛应用于家用烹饪和餐饮业。
但是，传统的电磁炉往往存在功率低、发热效率不高、易受电压波动影响等问题，这些问题的存在限制了电磁炉的发展。
针对这些问题，本研究提出了通过串联谐振型逆变器设计来提高电磁炉的功率和发热效率的方案。
二、研究内容与目标本研究的主要内容是设计一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，并将其应用于大功率电磁炉中。
具体研究目标包括：1. 设计串联谐振型逆变器的电路结构及控制算法。
2. 对设计的逆变器进行仿真，分析其输出电流、电压等性能指标。
3. 搭建实际电路，验证仿真结果，对运行效果进行测试。
4. 结合大功率电磁炉设计，研究逆变器在电磁炉中的应用性能。
三、研究方法1. 理论研究：主要是通过对串联谐振型逆变器的原理进行深入探究，分析其电路结构及控制策略。
2. 仿真研究：使用Matlab/Simulink等软件对设计的逆变器进行建模和仿真，并分析其性能指标。
3. 实验研究：搭建实际电路，对设计的逆变器及其在电磁炉中的应用进行测试和分析。
四、预期成果与意义通过本研究，预期取得以下成果：1. 设计出一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，具有高效、可靠、稳定等特点。
2. 通过仿真和实验验证，分析逆变器的输出电流、电压、功率等性能指标，并对其应用于大功率电磁炉中的效果进行分析。
3. 为电磁炉的发展提供新的技术方案，具有一定的应用价值和推广意义。
五、研究计划1. 第一阶段（前期准备）：完成文献调研，熟悉相关理论和技术方法，确定研究方向和内容。
2. 第二阶段（电路设计和仿真）：设计串联谐振型逆变器的电路结构，通过仿真和分析获得具体的性能指标。
600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路的设计
摘要就目前来说，中频感应加热的加热速度快并且控制起来十分方便，已经在诸多行业中得到了广泛的应用。
本文对600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路系统进行了设计，主要工作如下：一．高压10kV进线开关柜的设计，高压10kV系统为小电流接地系统，设计过电压和过电流保护，设计电压、电流和电能计量。
二．设计整流电路、滤波电路以及逆变电路，说明其原理。
三．说明元件工作原理和电路设计原理及依据，说明降低谐波和节能原理。
本设计阐述了串联谐振中频感应电炉的主电路整体结构，并且给予了基本电路的理论分析，推导了主电路的计算公式，阐述了经过整流桥和谐振负载改造后优点，完成了逆变电路、整流电路以及电抗器的设计。
目前为止，串联谐振中频电炉仍具有大量的使用空间，使得该课题具有其现实意义。
关键词：感应加热；串联谐振；晶闸管；逆变；整流AbstractFor now, the rate of heating of the medium frequency induction heating, fast and control is very convenient, has been widely used in many industries. This article 600KwIGBT series resonant energy-saving intermediate frequency electric furnace main circuit system design, the main work is as follows:One. The design of high voltage 10KV line switchgear, high voltage 10KV system for small current grounding system, the design of overvoltage and overcurrent protection, design voltage, current and power measurement.Two. The design phase into the 10KV six line rectifier transformer wiring, selection of the rated voltage and the voltage drop, low pressure outlet overvoltage and overcurrent protection, indicating that reducing the harmonic principle.Thire. Description of the components working principle and circuit design principles and basis of the lower harmonics and energy conservation principle.The design described the overall structure of the main circuit, the series resonant medium frequency induction furnace and give a theoretical analysis of the basic circuit, the main circuit is derived formula on the advantages of the transformation after the bridge rectifier and the resonant load inverter circuit is completed, design of the rectifier circuit, reactor, and the line inductance. So far, the series resonant intermediate frequency electric furnace still has a lot of use of space, the subject has its practical significance.Keywords: induction heating; series resonance; thyristor, inverter;rectifier目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................................ I I 目录 ......................................................................................................................... I II 第一章概论 .......................................................................................................... - 1 -1.1 选择课题的背景及意义 ............................................................................ - 1 -1.2 串联谐振中频电炉主电路结构的设计 .................................................... - 2 -1.3 该课题的研究目标 .................................................................................... - 3 - 第二章中频电炉的工作原理 .............................................................................. - 4 -2.1 中频电炉的内部结构 ................................................................................ - 4 -2.2 电磁感应原理 ............................................................................................ - 4 -2.3 感应加热效应 ............................................................................................ - 5 -2.3.1集肤效应 ........................................................................................... - 6 -2.3.2邻近效应 ........................................................................................... - 7 -2.3.3端部效应 ........................................................................................... - 8 -2.3.4圆环效应 ........................................................................................... - 8 -2.4 中频电炉负载 ............................................................................................ - 9 -2.4.1负载磁场 ........................................................................................... - 9 -2.4.2负载电阻 ......................................................................................... - 10 -2.4.3负载参数 ......................................................................................... - 11 - 第三章中频电源和小电流接地系统 ................................................................ - 13 -3.1 中频电源系统 .......................................................................................... - 13 -3.2 小电流接地系统 ...................................................................................... - 15 -3.2.1 10kV进线开关柜的选择 ............................................................... - 15 -3.2.2 电压、电流和电能计量 ................................................................ - 17 -3.2.3 10kV线路过电压和过电流保护 ................................................... - 18 - 第四章整流电路 ................................................................................................ - 19 -4.1 中频电源整流电路的条件 ...................................................................... - 19 -4.2 整流电路原理分析 ................................................................................ - 20 -4.3 阻感负载时的工作情况 .......................................................................... - 20 -4.4 十二脉进线消除谐波 .............................................................................. - 22 -4.4.1 串联谐振主电路 ............................................................................ - 22 -4.4.2 谐波分析 ........................................................................................ - 23 -4.5 滤波电路原理分析 .................................................................................. - 23 - 第五章逆变电路 ................................................................................................ - 25 -5.1 中频电源逆变电路的条件 ...................................................................... - 25 -5.2 逆变电路原理分析 .................................................................................. - 25 -5.2.1 串联逆变器原理分析 .................................................................... - 25 -5.2.2 逆变器与谐振负载电路原理分析 ................................................ - 27 -5.3 逆变系统控制电路 .................................................................................. - 28 -5.3.1 调功电路 ........................................................................................ - 28 -5.3.2 压控振荡器 .................................................................................... - 29 - 第六章 IGBT串联谐振式节能中频电炉及其保护 ........................................... - 30 -6.1 IGBT简介................................................................................................. - 30 -6.1.1 IGBT的概念................................................................................... - 30 -6.1.2 IGBT与晶闸管............................................................................... - 30 -6.2 串联中频电炉的节能原理 ...................................................................... - 30 -6.2.1串联谐振与并联谐振的关系 .......................................................... - 30 -6.2.2节能原理 .......................................................................................... - 31 -6.3 中频电炉的保护系统 .............................................................................. - 31 -6.3.1过电流保护 ...................................................................................... - 31 -6.3.2过电压保护 ...................................................................................... - 32 -6.3.3晶闸管保护 ...................................................................................... - 32 - 结论 .................................................................................................................... - 35 - 参考文献 ................................................................................................................ - 36 - 致谢 .................................................................................................................... - 37 - 附录1：串联谐振式中频电炉主电路图 ............................................................. - 38 -附录2：串联谐振式中频电炉设计总图 ............................................................. - 39 -第一章概论1.1 选择课题的背景及意义目前，在先进技术的指引下，我国研制出了串联谐振式的中频感应电源，并且可以提供相当可观的容量。
基于IGBT的熔炼炉用中频电源的应用
基于IGBT的熔炼炉用中频电源的应用【摘要】中频电源已广泛应用于工业加热领域。
文章结合实际讨论了一种新型IG-BT感应加热电源主电路结构及工作原理，该电源采用成熟的变频技术，由全控型器件构成串联谐振式逆变电路，解决了工频加热效果差和浪费电能等问题，具有功率调节范围宽、频率变化小的优点，适用于中小功率系统。
【关键词】中频电源感应加热逆变串联谐振1概述工频加热技术与其它各种物理加热技术相比，确实具有较高的效率，但存在一些明显的不足，在现代工业的金属熔炼、热处理、焊接等过程中，感应加热被广泛应用。
感应加热是根据电磁感应原理利用工件中涡流产生的热量进行加热的，它加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热。
随着电力电子技术的不断成熟，感应加热技术得到了迅速发展。
本文设计的100kW／2500Hz中频感应加热电源采用IGBT串联谐振式逆变电路，能够实现频率自动控制，电路结构简单，无有害气体排放，高效节能。
2工作原理整流电路采用可控的三相半桥整流，逆变器采用单相全控逆变，系统上电后，三相交流电经过整流，通过电阻限流给滤波电容充电，经延时后输出脉冲信号将IGBT触发导通，启动系统工作。
系统启动后以固有频率2500Hz产生移相控制信号使系统工作，微处理器产生的移相信号控制IGBT功率器件的导通与关断，通过对输出电流相位的检测，并在输出侧串无感电容与负载实现谐振，使装置的输出效率最高，根据温度的设定值和温度的检测值进行闭环控制，调整移相角，改变逆变器的输出电压实现温度的准确控制。
3主电路的设计中频电源采用三相半桥式整流电路，它的输出电压调节范围大而移相控制角的变化范围小，有利于系统的自动调节，输出电压的脉动频率较高可以减轻直流滤波环节的负担，根据设计要求，额定输出功率P=100kW，输出频率f=2500Hz，进线电压为380V。
考虑冲击电流和安全系数，实取额定电压以800V，额定电流200A的整流模块，在主电路的直流侧串入了一个电阻并且与之并联了一个IGBT，当系统刚启动时由于电容电压为零，对瞬态的启动电容相当于短路，这样就会使得启动电流过高对系统产生危害，在接入电阻后可实现系统的软启动，系统上电后通过电阻对电容充电使电容电压逐渐升高，当电容电压达到一定值时触发导通IGBT，切除电阻。
中频炉串联谐振与并联谐振的比较
中频炉串联谐振与并联谐振的比较目前行业内，从控制系统上主要存在两种结构：串联谐振，并联谐振。
以下就从几个方面分别进行阐述：1、原理并联谐振：谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。
串联谐振：串联谐振装置就用运用串联谐振原理设计的最新型交流耐压试验设备。
一套串联谐振耐压试验设备，可兼顾电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS和SF6开关、母线、套管、CT、PT等试品的交流耐压试验，是全能型的交流耐压设备。
串联谐振也较电压谐振。
2、使用并联谐振俗称一拖一，就是一台中频电源对一台中频炉进行供电。
此种用法是大众的使用方法，在设备使用过程中炉衬寿命存在周期，因此厂家在推荐用户购买时多备用一个炉体。
但是，并联谐振在工作时容易产生高次谐波：5，7，11，17次，对电网产生污染；另外功率因数也偏低，最好效果能达到0.88，达不到国家电网关于无用功的标准0.9.因此很多用户提出，并联谐振设备是电老虎。
而串联谐振是针对并联谐振出现的种种问题而诞生的，在任意功率下功率因数都能达到0.95，而且5，7次谐波可以消除。
但是一拖二串联谐振设备价格昂贵，技术属于摸索阶段，调试周期长。
IGBT更是如此，国产IGBT性能不好用，国外的IGBT价格昂贵。
3、与并联谐振共存的中频炉消谐无功补偿装置并联谐振的问题确实存在，但是经过我们的研究。
消谐无功补偿装置诞生了。
他主要针对：功率因数、高次谐波而产生的。
为此，电力系统和谐波源用户都有责任和必要的对谐波装置加大限制和治理，以保证电力系统和用户的安全可靠运行，提高整个电网运行的经济效益。
从一般中频电源工作原理可知，它是通过三相桥式整流装置再进行脉冲调频来进行变频的，它的正常运行必然产生较大的谐波电流，且功率因数也达不到0.90的要求。
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600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路的设计就目前来讲，中频感应加热的加热速度快同时操纵起来十分方便，差不多在诸多行业中得到了广泛的应用。
本文对600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路系统进行了设计，要紧工作如下：一．高压10kV进线开关柜的设计，高压10kV系统为小电流接地系统，设计过电压和过电流爱护，设计电压、电流和电能计量。
二．设计整流电路、滤波电路以及逆变电路，讲明其原理。
三．讲明元件工作原理和电路设计原理及依据，讲明降低谐波和节能原理。
本设计阐述了串联谐振中频感应电炉的主电路整体结构，同时给予了差不多电路的理论分析，推导了主电路的运算公式，阐述了通过整流桥和谐振负载改造后优点，完成了逆变电路、整流电路以及电抗器的设计。
目前为止，串联谐振中频电炉仍具有大量的使用空间，使得该课题具有其现实意义。
关键词：感应加热；串联谐振；晶闸管；逆变；整流For now, the rate of heating of the medium frequency induction heat ing, fast and control is very convenient, has been widely used in many i ndustries. This article 600KwIGBT series resonant energy-saving intermedi ate frequency electric furnace main circuit system design, the main work is as follows:One. The design of high voltage 10KV line switchgear, high voltage 10KV system for small current grounding system, the design of overvolt age and overcurrent protection, design voltage, current and power measure ment.Two. The design phase into the 10KV six line rectifier transformer wiring, selection of the rated voltage and the voltage drop, low pressure outlet overvoltage and overcurrent protection, indicating that reducing the harmonic principle.Thire. Description of the components working principle and circuit d esign principles and basis of the lower harmonics and energy conservation principle.The design described the overall structure of the main circuit, the ser ies resonant medium frequency induction furnace and give a theoretical a nalysis of the basic circuit, the main circuit is derived formula on the ad vantages of the transformation after the bridge rectifier and the resonant l oad inverter circuit is completed, design of the rectifier circuit, reactor, an d the line inductance. So far, the series resonant intermediate frequency e lectric furnace still has a lot of use of space, the subject has its practical significance.Keywords: induction heating; series resonance; thyristor, inverter;rectif ier摘要错误!未定义书签。
Abstract II目录III第一章概论- 1 -1.1 选择课题的背景及意义 - 1 -1.2 串联谐振中频电炉主电路结构的设计 - 2 -1.3 该课题的研究目标- 2 -第二章中频电炉的工作原理- 4 -2.1 中频电炉的内部结构- 4 -2.2 电磁感应原理- 4 -2.3 感应加热效应- 5 -2.3.1集肤效应- 5 -2.3.2邻近效应- 6 -2.3.3端部效应- 6 -2.3.4圆环效应- 7 -2.4 中频电炉负载- 7 -2.4.1负载磁场- 7 -2.4.2负载电阻- 8 -2.4.3负载参数- 9 -第三章中频电源和小电流接地系统- 13 -3.1 中频电源系统- 13 -3.2 小电流接地系统 - 14 -3.2.1 10kV进线开关柜的选择- 15 -3.2.2 电压、电流和电能计量- 16 -3.2.3 10kV线路过电压和过电流爱护- 17 -第四章整流电路- 19 -4.1 中频电源整流电路的条件- 19 -4.2 整流电路原理分析 - 20 -4.3 阻感负载时的工作情形 - 20 -4.4 十二脉进线排除谐波- 21 -4.4.1 串联谐振主电路- 21 -4.4.2 谐波分析- 21 -4.5 滤波电路原理分析- 22 -第五章逆变电路- 25 -5.1 中频电源逆变电路的条件- 25 -5.2 逆变电路原理分析- 25 -5.2.1 串联逆变器原理分析- 25 -5.2.2 逆变器与谐振负载电路原理分析- 27 -5.3 逆变系统操纵电路- 27 -5.3.1 调功电路- 27 -5.3.2 压控振荡器- 28 -第六章IGBT串联谐振式节能中频电炉及其爱护- 30 -6.1 IGBT简介- 30 -6.1.1 IGBT的概念- 30 -6.1.2 IGBT与晶闸管- 30 -6.2 串联中频电炉的节能原理- 30 -6.2.1串联谐振与并联谐振的关系- 30 -6.2.2节能原理- 30 -6.3 中频电炉的爱护系统- 31 -6.3.1过电流爱护 - 31 -6.3.2过电压爱护 - 32 -6.3.3晶闸管爱护 - 32 -结论- 35 -参考文献- 36 -致谢- 37 -附录1：串联谐振式中频电炉主电路图- 38 -附录2：串联谐振式中频电炉设计总图- 39 -第一章概论1.1 选择课题的背景及意义目前，在先进技术的指引下，我国研制出了串联谐振式的中频感应电源，同时能够提供相当可观的容量。
这极大的提升了我国感应加热水平，更加好的促进了工业进展水平。
就当前来讲，我国使用的中频感应电炉，逆变电路大部分采纳的是并联谐振的工作方式；我国的串联谐振正在起步，其中部分厂家差不多将设备开始投入使用。
我国的感应加热变频电源装置的进展方向一直是以沿着大容量、高频率、高效率、可靠性、拓宽用途为目标的。
与国外完善的感应加热技术相比，国内的感应加热设备仅仅是少量的进展，这其中的差距依旧相当大的。
近年来，随着科学技术的进展，传统加热因为其耗能高和加热可靠性能不强等劣势无法达到国家进展的需要，世界各国急需得到有点多的加热器件。
然而逆变电源具有体积不大、节能成效专门好的优点，因此成为了前景较好的器件。
与此同时，持续进展的电力电子技术，也利用其优势为关于高频逆变加热电源做好了铺垫。
我国自从加入世贸组织之后，国内对中频感应电炉的需求急速上升，国家的产品市场大了，竞争也变的越来越猛烈。
世界一流的生产厂商所生产的产品价格尽管专门高，然而能够应用高技术来占据市场，然而由于它的生产成本过高，因而在中国的市场正在持续的缩小。
我国的中频电炉生产水平正在持续增强，通过其低廉的价格，在世界格局中占据了一席之地。
感应加热装置由两部分组成，一是变频电源，其作用是提供一定频率的交流电源，另一部分感应加热负载，要紧由感应圈及相应的补偿装置组成。
按照频率的高低，变频电源可分为工频、中频和高频感应加热电源。
(1)工频感应加热电源。
电源频率与电网的频率（50Hz）相同，可直截了当从电网吸取能量，然而功率因数过低。
(2)中频感应加热电源。
将50Hz的工频交流电转变成中频（500～1000 0Hz）电能的装置，通常为中频发电机和晶闸管变频电源。
(3)高频感应加热电源。
将50Hz交流电转变为高频（70000～1000000 Hz）电能的装置，通常为电子管高频发生器。
国内的电力电子技术起步比较晚，感应加热技术也落后于国外，然而由于市场前景好，因此研究感应加热技术的人员在逐步增加。
国内在此领域处于领先地位的是浙江大学，但距离国外先进技术还有相当大的差距。
中频电炉是指炼钢铁厂所用的反应加热炉，它的加热方式是：利用中频频率的电磁场，对炉体内部的原料进行涡流的加热，钢铁原料将会在交变磁场中因为切割磁力线而产生专门大的涡流电流，然后通过发热和熔化最终完成。
由于我国当前电子技术的持续进展，我国的中频炉的操纵系统差不多更加的完善，中频的频率能够通过对原料的物理性状的调整，以使电、磁和热能的转换效率尽可能的高。
基于以上的讨论，本课题选择中频感应加热电炉主电路的设计，目的在于提升金属的加热处理、加工工艺水平。
1.2 串联谐振中频电炉主电路结构的设计本设计阐述了串联谐振式中频电炉系统主电路的整体结构，着重于差不多电路的要紧理论分析。
此次设计参考了国内外有关并联谐振电炉和串联谐振电炉电路的基础上，结合国内电炉的研制和使用情形，适当参阅了有关资料后，作出的尝试性研究，最终得到的。
串联谐振中频电炉主电路的结构设计，要紧内容包括：高压10KV进线开关柜的设计，高压10KV系统为小电流接地系统，设计过电压和过电流爱护，设计电压、电流和电能计量；设计整流电路、滤波电路以及逆变电路，讲明其原理。
讲明元件工作原理和电路设计原理及依据，讲明降低谐波和节能原理。
本设计的差不多思路是第一进线的50Hz的三相交流电通过可控硅三相全控整流桥整流电路整流为直流电，然后通过操纵IGBT的导通频率，将获得的直流电通过逆变电路转化成为中频的交流电，最后输出给负载。