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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(diǎn)擊：1214次
通常逆變器要求功率可調(diào),以滿足不同負(fù)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(jìn)行輸出功率調(diào)節(jié)的方式,即通過(guò)對(duì)逆變環(huán)節(jié)輸入電壓值的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)行可控整流,如圖2-8所示,通過(guò)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(shí)會(huì)使系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)變低,同時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)不同程度的諧波危害。另外,還有采用半控器件時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng)快速性差等缺點(diǎn)。
2.直流斬波調(diào)功
圖2-9為直流斬波調(diào)功電路拓?fù)?即在整流與逆變環(huán)節(jié)之間加入DC/DC變換器,通過(guò)調(diào)節(jié)DC/D變換器的功率器件導(dǎo)通占空比來(lái)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(duì)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(jí)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(kāi)關(guān)器件工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài),開(kāi)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(guò)對(duì)逆變橋功率器件開(kāi)通關(guān)斷的控制改變逆變器輸出電壓的有效值從而實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器輸出功率的調(diào)節(jié)。常見(jiàn)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(jìn)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(shí)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(fù)載工作在感性狀態(tài)下,那么負(fù)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(jiǎn)單易行,而且容易實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)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(kāi)關(guān)頻率達(dá)到無(wú)窮大,這顯然是不可能的,所以只有在值較高的時(shí)候才比較有優(yōu)勢(shì)。
2.脈沖密度調(diào)制
就是通過(guò)控制脈沖密度,從而控制輸出平均功率,來(lái)達(dá)到控制功率的目的。也就是通過(guò)控制加熱時(shí)間來(lái)控制功率。這種控制方法較容易實(shí)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(duì)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(fù)載頻率跟蹤技術(shù),使電流過(guò)零信號(hào)與基準(zhǔn)橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步,通過(guò)調(diào)節(jié)逆變橋基準(zhǔn)橋臂與移相橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的移相角,盡而改變輸出電壓脈寬,使得負(fù)載輸出的正負(fù)交替電壓之間插入一個(gè)零電壓區(qū),從而調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值,實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。在這種控制方案下電路中的功率開(kāi)關(guān)器件易實(shí)現(xiàn)ZVS或ZCS軟開(kāi)關(guān),減少了開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾,同時(shí)調(diào)功范圍寬、速度快、功率因數(shù)高、負(fù)載適應(yīng)性好,克服了整流調(diào)功和PFM調(diào)功的缺點(diǎn),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。
