如何提高中頻電源的啟動性能
發布時間:2012-12-12 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】中頻電源的啟動性能是最重要的性能指標,它的好壞直接影響設備的品質和使用性能。因此,為降低設備成本、優化和簡化設備結構,在工程實踐中摸索出了一種全新的啟動方式——零壓啟動。本文對其結構原理加以闡述。
啟動問題一直是業內研究的重點和難點,人們采用各種方法改善啟動性能,如:充電啟動法、並聯啟動法、他激轉自激法、預充磁啟動法等,這些方法在一定程度上改善了啟動性能,但這些傳統的啟動方式還是存在線路複雜、成本較高、故障率高等缺點。
零壓啟動裝置的結構和工作原理
零壓啟動裝置的結構
零壓啟動是一種全新的啟動方式,它沒有額外增加任何輔助裝置,線路簡潔,成本低,經長期生產實踐檢驗,其啟動性能非常優越。
圖1為逆變主電路的原理圖,L0是啟動磁環,TA是電流互感器,TV是電壓互感器,分別為反饋電路提供檢測電流和檢測電壓信號。

圖1:逆變主電路的原理圖
圖2為反饋電路的原理圖,T是隔離變壓器,RP是逆變角調整電位器,VDl~VD4是反並聯二極管。

圖2:反饋電路的原理圖
零壓啟動的工作原理
零壓啟動是利用幹擾信號使負載LC起振,產生自激振蕩,反饋電路捕捉自激信號,控製電路則對信號進行放大整形,輸出與負載振蕩頻率同步、相位相差180°的控製脈衝,控製逆變橋晶閘管。具體過程是:電路通電時,各種幹擾信號通過RC吸收電路以及分布電容耦合至負載電路,撞擊負載LC使之產生自由振蕩,電流互感器TA、電壓互感器TV將(jiang)振(zhen)蕩(dang)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞(di)至(zhi)反(fan)饋(kui)電(dian)路(lu),兩(liang)信(xin)號(hao)在(zai)反(fan)饋(kui)電(dian)路(lu)中(zhong)疊(die)加(jia)合(he)成(cheng),之(zhi)後(hou)送(song)入(ru)逆(ni)變(bian)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu),控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)脈(mai)衝(chong)控(kong)製(zhi)逆(ni)變(bian)晶(jing)閘(zha)管(guan)。
零壓啟動的技術關鍵是如何捕捉微弱的自激信號。為此反饋電路采用了高變比(1:500)的電流互感器TA,並在電流反饋回路中串聯四隻反並聯二極管VDl~VD4,當信號微弱時,二極管工作在非線性區域,從而可以獲得較高的輸出阻抗與隔離變壓器T匹配。在電源正常工作時,VDl~VD4又呈現較小的正向電阻,與反饋信號較強相均衡。T為高輸入/輸出電阻隔離變壓器,逆變觸發電路的輸入級為高輸入內阻、高gao靈ling敏min度du的de集ji成cheng放fang大da電dian路lu。采cai取qu該gai技ji術shu措cuo施shi後hou即ji便bian自zi激ji信xin號hao再zai微wei弱ruo也ye能neng將jiang其qi捕bu獲huo進jin行xing處chu理li,形xing成cheng逆ni變bian橋qiao晶jing閘zha管guan所suo需xu的de有you效xiao觸chu發fa信xin號hao,實shi現xian了le用yong自zi激ji信xin號hao直zhi接jie啟qi動dong電dian源yuan的de目mu的de。
由you於yu諧xie振zhen回hui路lu等deng效xiao電dian阻zu較jiao小xiao和he補bu充chong能neng量liang的de不bu足zu,在zai負fu載zai諧xie振zhen電dian路lu產chan生sheng有you效xiao自zi激ji信xin號hao的de時shi間jian很hen短duan,加jia之zhi對dui自zi激ji信xin號hao進jin行xing處chu理li的de電dian路lu有you延yan時shi陛bi,因yin而er在zai啟qi動dong瞬shun間jian不bu易yi捕bu捉zhuo到dao自zi激ji信xin號hao,容rong易yi造zao成cheng逆ni變bian失shi敗bai。為wei此ci,在zai負fu載zai諧xie振zhen回hui路lu設she置zhi一yi個ge啟qi動dong磁ci環huanL0,如圖l所示。其原理是:在負載回路振蕩期間,L0liangduanbichanshengyigezigandiandongshi,gaizigandiandongshizongshizuaiyuanlaidianliubianhuade。jizaixiangtongdeqidongshijianneijianshaolezijixinhaodeshuaijiansudu,shichanshengzijixinhaodezhouqishuzengjia,weibuzhuozijixinhaoyingdeleshijian,tigaoleqidongdekekaoxing。lingwai,youyuL0是磁環,隻有在電流很小時才起作用,電源啟動後很快會磁飽和,不會對電源正常工作產生影響。
關(guan)於(yu)零(ling)壓(ya)啟(qi)動(dong)的(de)原(yuan)理(li)業(ye)內(nei)有(you)很(hen)多(duo)爭(zheng)論(lun),也(ye)有(you)很(hen)多(duo)提(ti)法(fa),一(yi)直(zhi)沒(mei)有(you)明(ming)確(que)的(de)說(shuo)法(fa)和(he)定(ding)論(lun),本(ben)文(wen)認(ren)為(wei)零(ling)壓(ya)啟(qi)動(dong)的(de)關(guan)鍵(jian)誘(you)因(yin)就(jiu)是(shi)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao),啟(qi)動(dong)時(shi)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)越(yue)強(qiang)越(yue)容(rong)易(yi)啟(qi)動(dong)。電(dian)抗(kang)器(qi)LD有濾波作用,若將其短路則有助於啟動,而在其後直流電壓端(圖1中VT1至VT4間)並聯一電容將幹擾信號濾除則很難啟動;若將逆變橋斜臂(VT1、VT3或VT2、VT4)短路,幹擾波能順利越過逆變橋,很容易使電源啟動,特別是對並聯機非常有效,並聯機常常以此作為輔助啟動的手段。
性能比較
與(yu)其(qi)它(ta)啟(qi)動(dong)方(fang)式(shi)相(xiang)比(bi),零(ling)壓(ya)啟(qi)動(dong)具(ju)有(you)無(wu)可(ke)比(bi)擬(ni)的(de)優(you)勢(shi)。首(shou)先(xian)是(shi)啟(qi)動(dong)平(ping)穩(wen),零(ling)壓(ya)啟(qi)動(dong)是(shi)從(cong)零(ling)電(dian)壓(ya)開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)啟(qi)動(dong)的(de),啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)衝(chong)擊(ji),特(te)別(bie)是(shi)重(zhong)載(zai)啟(qi)動(dong)優(you)勢(shi)更(geng)為(wei)明(ming)顯(xian);其次,線路結構簡單,基本沒有增加額外的輔助裝置,不像其他方式都有一套專門的啟動裝置;再次,元器件少、故障率低、成本低,容易檢修。
零ling壓ya啟qi動dong是shi在zai長chang期qi的de工gong程cheng實shi踐jian中zhong摸mo索suo出chu來lai的de一yi種zhong啟qi動dong方fang式shi,它ta大da大da簡jian化hua和he優you化hua了le設she備bei結jie構gou,一yi經jing出chu現xian便bian被bei各ge個ge廠chang家jia廣guang泛fan采cai用yong。但dan它ta卻que一yi直zhi沒mei有you紮zha實shi可ke靠kao的de理li論lun依yi據ju,關guan於yu它ta的de啟qi動dong機ji理li也ye鮮xian見jian書shu刊kan文wen字zi,業ye內nei更geng是shi說shuo法fa不bu一yi,沒mei有you統tong一yi定ding論lun。本ben文wen對dui其qi原yuan理li做zuo了le初chu步bu探tan討tao,但dan願yuan能neng拋pao磚zhuan引yin玉yu。
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