中频电源电流及各参数计算
中频电源电路设计
摘要随着科学技术的发展以及提高我国国防能力的需要，对军事设施的技术改造已被列为军事技术改造中的重点。
中频电源指输出频率为400Hz的电源，它可以为动力系统及导航与武备系统供电。
传统的400Hz中频电源体积大，输出波形不稳定。
本文所设计的400Hz中频电源通过整流电路、逆变电路、积分电路、放大电路和检波电路及控制其最后的输出电压，实现了电压的稳定输出，具有体积小、功率大和波形无失真等优点，有着广泛的用途和良好的发展前景。
关键词：中频电源，PWM调制，输出变压器电力电子装置及系统课程设计任务书一、课程设计的目的通过电力电子装置及系统的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 题目题目：中频电源电路设计主要技术数据●输入电压：三相360V～400V，50Hz±5%●输出电压：单相，220V±2%，400Hz±0.5%●输出功率：4kW●输出电流：22A●功率因数：0.8二、课程设计的要求1. 题目题目：中频电源电路设计主要技术数据●输入电压：三相360V～400V，50Hz±5%●输出电压：单相，220V±2%，400Hz±0.5%●输出功率：4kW●输出电流：22A●功率因数：0.8●效率：85%设计内容：●主电路设计和参数选择●控制系统及辅助电源电路设计●电路仿真分析和仿真结果要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。
设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引用说明，否则也不能得优）。
中频电源kgps_500说明书
KGPS恒功率晶闸管中频电源使用说明书1、概述Kgps恒功率晶闸管中频电源主要由电源开关、整流器、逆变器、电容组及感应线圈组成。
中央控制板由移相控制、保护电路、相序自适应电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。
其核心部件采用高性能、高密度、大规模专用MPU集成电路，使其电路除调节器外，其余均实现数字化，整流触发器部分不需要任何调整，具有可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。
逆变采用扫频式零压软启动方式，启动性能优于普通的零压软启动电路。
并设有自动重复启动电路，可防止中频电源偶尔的启动失败，使启动成功率达到100%。
频率跟踪电路采用的是平均值取样方案，提高了逆变的抗干扰能力，而且仅需取样中频电压信号，而无需槽路电容器的电流信号，免去了外接中频电流互感器、确定取样电流相位的烦恼。
因此，在调试和使用现场中，也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反，而产生中频电源不能启动的问题。
2、适用装置适用于各种透热、淬火及熔炼等。
3、正常使用条件3.1海拔不超过2000米。
3.2环境温度不低于-10℃，不高于+40℃。
3.3空气最大相对湿度不超过90%(20℃±5℃时)。
3.4运行地点无导电及爆炸性尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。
3.5无剧烈振动和冲击。
4、主要技术参数4.1主电路进线额定电压：100V~660V(50HZ—60HZ)4.2控制供电电源：单相17V/2A。
4.3中频电压反馈信号：AC 12V/15mA。
4.4电流反馈信号：AC 12V/5mA三相输入。
4.5整流触发脉冲移相范围：a =0〜130°。
4.6整流触发脉冲不对称度：小于1°。
4.7整流触发脉冲信号宽度：三600R 5、双窄、间隔60°。
4.8整流触发脉冲特性：触发脉冲峰值电压：三12V触发脉冲峰值电流：N1A触发脉冲前沿陡度：三0.5A/R S4.9逆变频率：400Hz~8KHZ。
KGPS中频电源说明书
中频电源使用说明书本公司以提高中频电源的性能，减少中频电源的安装调试工作量为宗旨，设计制造了该中频电源。
采用本控制电路板组装的中频电源，不仅性能好，而且无需同步变压器，无需快熔损坏指示器，无需中频电流信号互感器，无需任何中间继电器，连线极少。
更由于三相交流输入线不分相序，中频输出线不必区别相位的优点，使用户现场调试更为方便。
本控制电路曾经使用功率范围25KW—1500KW，频率200HZ—8000HZ。
控制电路板是中频电源的核心，在结构上也比较简洁，其大小只有16K纸的大小（295mm * 210mm）。
控制板在电路功能上可以分为整流触发电路、逆变电路、调节器电路、操作保护电路为了更好地使用、维护此电源，请在使用前仔细阅读本说明书。
一.型号含义：晶闸管变频装置，是将三相工频交流电能转变为单相中频电能的静止变频装置。
本装置采用并联逆变电路，因此负载适应能力较强，可以作为淬火、透热、熔炼以及其它感应加热设备的供电电源。
标称频率额定功率二.使用条件：1.海拔高度不超过1000米。
2.环境温度不超过+5℃～+35℃。
3.电源电压波动不大于±10％，波形畸变小于5％。
4.环境无易燃、易爆粉尘、无腐蚀性气体，无强烈振动。
5.安装于通风良好、无剧烈振动和冲击的工作场地；安放电源柜时垂直倾斜度不超过5度。
6.装置工作水压0.2～0.3MPa；进水温度不高于+5℃～30℃；水质6≤PH≤9；装置不可在凝露情况下使用。
三.技术数据：四.安装维护：1.设备拆箱后，首先检查各电器元件在运输过程中是否有损坏，所有紧固零件是否有松动或脱落，如果有上述情况发生应及时修复和紧固。
2.设备应安装在通风良好，不受雨水侵袭的室内。
机体与墙壁应保持一定的距离，以便机体前后左右门能正常开启。
3.进出水路由用户连接; 进出水各用两路,进水口管径为1.5英寸；出水口的管径为2英寸。
4.冷却水质应比较纯净；电阻率不小于2.5KΩ. CM(在温度25℃左右测量);PH值在6～9之间。
中频加热时间计算
中频加热时间计算摘要：一、中频加热概念介绍1.中频加热的定义2.中频加热的原理二、中频加热时间计算方法1.计算公式2.影响因素a.工件材质b.工件尺寸c.中频电源功率d.加热温度三、中频加热时间计算实例1.实例一2.实例二四、中频加热时间计算注意事项1.选择合适的计算方法2.考虑实际操作中的误差3.确保安全操作正文：中频加热是一种通过中频电源对工件进行加热的方法，广泛应用于金属加工、热处理等领域。
中频加热的原理是利用中频电源产生的交变电流产生磁场，使工件内部产生涡流，从而达到加热的目的。
在实际操作中，为了保证加热效果和提高生产效率，需要对中频加热时间进行计算。
中频加热时间的计算方法主要取决于工件材质、工件尺寸、中频电源功率和加热温度等因素。
1.计算公式中频加热时间的计算公式为：t = (D × ρ × C × θ) / (P ×f × η)其中，t 为加热时间（秒），D 为工件直径（米），ρ为工件密度（千克/立方米），C 为工件比热容（焦耳/（千克·摄氏度）），θ为加热温度（摄氏度），P 为中频电源功率（千瓦），f 为频率（赫兹），η为加热效率。
2.影响因素a.工件材质：不同材质的工件，其密度、比热容等参数不同，从而影响加热时间。
b.工件尺寸：工件直径、厚度等尺寸参数会影响加热时间。
尺寸较大的工件需要较长的加热时间。
c.中频电源功率：中频电源功率越大，加热速度越快，所需加热时间相应减少。
d.加热温度：加热温度越高，工件吸收的热量越多，所需加热时间也相应增加。
下面通过两个实例来说明中频加热时间的计算方法。
实例一：假设有一个直径为0.1 米、厚度为0.01 米的铜棒，需要加热到100 摄氏度。
中频电源功率为100 千瓦，频率为100 赫兹，加热效率为0.8。
求加热时间。
解：根据公式，代入数据计算得到：t = (0.1 × 8.9 × 380 × 100) / (100 × 100 × 0.8) = 437.5 秒实例二：假设有一个直径为0.2 米、厚度为0.02 米的铝板，需要加热到50 摄氏度。
中频计算公式范文
中频计算公式范文中频计算是无线电技术中的一种重要计算方法，用于计算电路中的电流、电压、功率等参数。
下面将介绍几个常见的中频计算公式。
1.无负载电压增益计算公式：在无负载的情况下，电路的电压增益可以通过下面的公式来计算：Voltage Gain = 20 * log(Vout/Vin)其中，Vout是输出电压，Vin是输入电压。
2.有负载电压增益计算公式：在有负载的情况下，电流会通过负载电阻，使得电压增益发生改变。
计算有负载电压增益的公式如下：Voltage Gain (with Load) = Voltage Gain (no Load) / (1 + (Load Resistance/Input Resistance))其中，Voltage Gain (no Load)是无负载情况下的电压增益，Load Resistance是负载电阻，Input Resistance是输入电阻。
3.输出功率计算公式：输出功率是一个关键的参数，通常用于描述电路或器件的功率输出能力。
输出功率的计算公式如下：Output Power = (Vout^2) / Load Resistance其中，Vout是输出电压，Load Resistance是负载电阻。
4.电流增益计算公式：电流增益是用来描述电路的电流放大能力的参数。
电流增益的计算公式如下：Current Gain = Vout / Vin其中，Vout是输出电流，Vin是输入电流。
5.三极管放大器的电压放大倍数计算公式：三极管放大器是一种常见的放大电路，可以用来放大小信号。
三极管的电压放大倍数可以通过以下公式计算：Voltage Gain = -Rc/Re其中，Rc是集电极电阻，Re是发射极电阻。
这些公式是中频计算中常见的几个公式，可以用于计算不同的电路参数。
需要注意的是，这些公式只是一种理论上的计算方法，实际应用中还需要考虑各种实际因素的影响，如电压衰减、电源等参数。
1吨中频电炉参数
1.0吨/750KW中频感应熔炼炉主要技术参数: 项目单位数据备注
电炉参数
额定容量t 1.0 液态铁水
最大容量t 1.2 液态铁水
工作温度℃1550
最高工作温度℃1750
炉衬厚度mm 100
感应圈内经φ mm 710
感应圈高度mm 890
电器参数
变压器容量KVA 900
变压器一次电压KV 10KV
变压器二次电压V 380 6脉波输出
中频电源额定功率KW 750 6脉波输入
额定输入电流 A 1120
直流电压V 510
直流电流A 1470
变换效率% 96
启动成功率% 100
中频电源最高输出电压V 750
线圈电压V 1500
额定工作频率Hz 1000
电源变换效率% 96
启动成功率% 100
工作噪音db ≤75
综合参数
熔化率（升温到1550℃）T/h 1.25 理论值熔化电耗（升温到1550℃）KW.h/T ≤600 冷却水系统
冷却水循环量T/h 45
供水压力Mpa 0.25-0.35
进水温度℃5-35
出水温度℃ <55。
中频治疗仪技术参数
中频治疗仪技术参数1.频率范围：中频治疗仪的频率通常在1kHz到100kHz之间，可以根据患者的需要进行调节。
不同的频率对患者的治疗效果有一定的影响，一般情况下，较低的频率可以更好地促进组织修复，较高的频率可以更好地减轻疼痛。
2.输出电流范围：中频治疗仪的输出电流范围通常在0mA到100mA之间，可以根据患者的需要进行调节。
输出电流的大小和治疗效果有一定的关系，一般情况下，较大的输出电流可以更好地促进血液循环和组织修复。
3.治疗时间范围：中频治疗仪的治疗时间范围通常在1分钟到60分钟之间，可以根据患者的需要进行调节。
治疗时间的长短和治疗效果有一定的关系，一般情况下，较长的治疗时间可以更好地促进组织修复和疼痛的缓解。
4.治疗模式：中频治疗仪通常有多种治疗模式，包括连续波模式、脉冲模式、间断波模式等。
不同的治疗模式对患者的治疗效果有一定的差异，可以根据患者的需要进行选择。
5.输出电压范围：中频治疗仪的输出电压范围通常在0V到120V之间，可以根据患者的需要进行调节。
输出电压的大小和治疗效果有一定的关系，一般情况下，较大的输出电压可以更好地促进血液循环和组织修复。
6.治疗部位：中频治疗仪通常有多个治疗部位，可以根据患者的需要选择不同的治疗部位。
常见的治疗部位包括颈部、腰部、腿部等，可以针对不同的病症进行治疗。
7.输出功率范围：中频治疗仪的输出功率范围通常在0W到12W之间，可以根据患者的需要进行调节。
输出功率的大小和治疗效果有一定的关系，一般情况下，较大的输出功率可以更好地促进组织修复和疼痛的缓解。
8.安全保护功能：中频治疗仪通常具有多种安全保护功能，包括过载保护、短路保护、过温保护等，可以确保患者的安全治疗。
9.电源要求：中频治疗仪通常使用交流电源供电，输入电压通常为220V或110V，输入频率通常为50Hz或60Hz，可以根据不同地区的电源情况进行选择。
总结起来，中频治疗仪的技术参数包括频率范围、输出电流范围、治疗时间范围、治疗模式、输出电压范围、治疗部位、输出功率范围、安全保护功能和电源要求等。
中频电源电路设计
中频电源电路设计
首先，我们需要确定所需的中频输出电压。
根据具体应用需求，确定
输出电压的合适范围。
然后，选择适当的变压器来实现这个输出电压。
变
压器的选择需要考虑频率范围、输入电压、输出电压以及电流容量等因素。
接下来，我们需要设计中频电源的整流部分。
整流是指将输入的交流
电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括单相桥式整流电路和三相桥式
整流电路。
在选择整流电路时，需要考虑输出电压的稳定性和波动性。
在整流电路后，需要设计滤波电路来滤除电路中的噪声和杂散信号。
常用的滤波电路包括电容滤波电路和电感滤波电路。
这些滤波电路可以有
效地去除电路中的高频噪声和杂散信号，以保证稳定的输出电压。
另外，为了确保电路的稳定性和安全性，还需要考虑过流保护、过压
保护和过温保护等电路设计。
这些保护电路可以在电路异常时及时切断电源，以保护设备的安全和可靠性。
最后，我们需要测试和优化中频电源电路的性能。
通过仪器测试，我
们可以评估电路的输出波形、稳定性、效率和功率因数等参数。
根据测试
结果，我们可以进一步优化电路的设计，以获得更好的性能和效果。
总结起来，中频电源电路设计需要考虑输出电压、变压器选择、整流
电路、滤波电路和保护电路等因素。
通过合理的设计和优化，可以实现稳
定的中频输出电压，以满足各种应用需求。
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中频电源已广泛应用于工业加热领域
0 引言
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[1]。
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70KW/500HZ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，电路结构简单，高效节能。
1 主电路结构
主电路由整流电路、逆变电路、保护电路组成，其结构如图1。
2 主要器件的设计
2.1 整流电路的设计
中频电源采用三相全控桥式整流电路，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[2]。
根据设计要求：额定输出功率P=70KW，输出频率f=500HZ，进线电压UIN=380V，取逆变器的变换效率=0.9。
1）确定电压额定值URRM
考虑到其峰值、波动、雷击等因素，取波动系数为 1.1，安全系数=2，选取电压为：URRM≥UIN× ×1.1 =1179V
根据实际二极管电压等级，取URRM=1600V。
2）确定电流额定值IT(AV)
IT(AV)=0.368×Id
=0.368×
=0.368× =56A
考虑冲击电流和安全系数，实取额定电压1600V，额定电流200A的整流模块。
2.2 逆变电路的设计
逆变电路是由全控器件IGBT构
成的串联谐振式逆变器，两组全控器件V1、V4和V2、V3交替导通，输出所需要的交流电压。
IGBT的主要参数有最高集射极电压（额定电压）、集射极电流等[3]。
1）确定电压额定值UCEP
IGBT的输入端与电容相并联，起到了缓冲波动和干扰的作用，因此安全系数不必取得很大，一般取安全系数=1.1平波后的直流电压：
Ed=380V× × =590V
关断时的峰值电压：
UCESP=(590×1.15+150)× =912V
式中1.15为电压保护系数，150为L 引起的尖峰电压。
令UCEP≥UCESP,并向上靠拢IGBT 等级，取UCEP=1200V。
2）确定电流额定值Ic
Ic=( ×1.5)Id
= ≈374A
式中，为Id的峰值，1.5为允许1min过载容量，0.9为变换效率。
由于电路采用桥式结构，4只IGBT轮流导通，根据IGBT等级，选用西门子BSM200GB120两单元并联。
3）电解电容Cd的计算
Cd主要起滤波、稳定电压和改善功率因数的作用，在串联谐振电路中相当于电压源。
Cd可用下式计算：
Cd=(40～50)×Id
≈(40～50)×150A
≈6000～7500
选用6800/400VDC电解电容，三只并联后再串联，在每只电解电容两端并联上放电电阻100K /2W,两只并联。
由于串联谐振式逆变器的直流电源回路还必须流过无功电流，该无功电流随逆变器的输出功率因数减小而增大，而电解电容Cd中不能流通高频无功电流，否则会发热损坏[4]。
高频电
容的选择一般根据逆变器的工作频率和容量大小来确定，电路中选用两只2F/1200V的薄膜电容直接并在IGBT的两侧。
2.3 逆变电路的保护
IGBT采用缓冲保护电路，它以上下桥臂为单元进行设置，这种电路缓冲元件的功耗小，降低了IGBT的关断损耗。
通常采用计算和实验相结合的方法，确定缓冲元件的参数。
CS选取3～5 F/1200V的电解电容，RS选用62 /150W的无感电阻。
在开关电源中，逆变电路中二极管除整流作用外，还起电压嵌位和续流作用，二极管在正向偏置时，呈低阻状态，近似短路，在反向偏置时，呈高阻状态，近似开路。
二极管从低阻转变成高阻或从高阻转变成低阻并不是瞬间完成的，普通二极管的反向恢复时间较长，不适应高频开关电路的要求，需要使用快速恢复二极管[5]。
系统阻容吸收电路中采用IXYS公司的DSE12X快速恢复二极管模块，其恢复时间在60ns左右。
由电路产生的PWM脉冲，不能直接驱动大功率器件，为确保功率管的开关准确可靠，IGBT 驱动放大电路采用三菱公司的M57962L，它采用+15V\-15V双电源供电，外围元件少，具有较强的驱动能力，又能有效的限制短路电流值和由此产生的应力，实现软关断。
3 负载电路的计算
中频电源用于加热时，负载主要是由集肤效应、涡流效应、滞后效应产生的阻抗和感抗，虽然还存在着其他作用引起的额外电感和电容，但它们的等效电感量和电容量很小，所以，在频率不太高的情况下，负载可以等效为感抗和阻抗串联。
如图2。
4 结论
上述方法设计的中频电源采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT），其单管容量超过GTR,中频特性优于SCR，电路结构简单。
作为感应加热电源有利于改进加热质量，提高装置的加热效率。
参考文献：
[1] 潘天明.现代感应加热装置[M].北京：冶金工业出版社，1996.
[2] 王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3] 康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2000.
[4] 张仲超.基于新型移相控制的感应加热电源的研究[J].电力电子技术，2001，35（1）：3-5.
[5] 杨润，赵秦延，李勇，王庆.感应加热用IGBT电流源逆变器[J].电力电子技术，2004，38（1）：90-91。