Высокочастотные транзисторные генераторы

Для питания установок индукционного нагрева для сварки, отжига, закалки и специальных задач уже несколько лет применяются ВЧ генераторы на базе силовых МДПТ. Их область частот от 50 до 300 кГц при мощностях от нескольких кВт до 1200 кВт [AEG-ELOTHERM Remscheid; G.H. ELIN INTERNATIONAL Valencia].

Для примера на рис. 4 показана блок-схема ВЧ генератора с параллельным резонансным инвертором на базе силовых МДПТ. Для управляемого входного выпрямителя действует все сказанное о тиристорном преобразователе частоты. Параллельный резонансный инвертор работает с незначительным индуктивным рассогласованием по принципу фазовой автоподстройки частоты.

Для пуска инвертора включают сначала все транзисторы инвертора, и ток через сглаживающий входной дроссель начинает нарастать. В момент, когда он достигает заданного значения, командным импульсом “колебания” производится переключение на инверторный режим. В течение нескольких миллисекунд работающая осциллятором схема ФАПЧ определяет собственную частоту колебательного контура и начинает управлять инвертором с этой частотой. Через короткое время устанавливается стационарный режим работы при заданном значении мощности.

При выключении генератора после подачи соответствующей команды управляющие импульсы продолжают поступать еще некоторое время на транзисторы, чтобы израсходовать накопленную во входной цепи энергию и предотвратить пики перенапряжения в инверторе, могущие возникнуть при прерывании тока. В случае аварии, например, при коротком замыкании нагрузки, производится быстродействующее выключение генератора с одновременным включением короткозамыкающего тиристора параллельно инвертору. Для обеспечения высокой помехоустойчивости передача информации осуществляется через световоды и оптроны. Опасные параметры, такие как перенапряжение, сверхток и перегрев полупроводниковых приборов, регистрируются и оцениваются.

При мощностях до 100 кВт ВЧ генераторы часто выполняются с неуправляемым входным выпрямителем и транзисторным прерывателем постоянного тока во входной цепи. При этом для генерирования ВЧ колебаний используется двухтактная схема инвертора (см. рис. 5).

Расширяется использование для питания установок индукционного нагрева для отжига, закалки и специальных задач ВЧ генераторов на базе силовых БТИЗ в области частот от 10 до 60 кГц при мощностях от 30 кВт до несколько сотен кВт [AEG-ELOTHERM Remscheid; HÜTTINGER Freiburg]. На рис. 4 показана для примера блок-схема такого ВЧ генератора с параллельным инвертором на базе БТИЗ с регулированием мощности при помощи прерывателя постоянного тока на базе МДПТ во входной цепи. Управление и защита выполняются так же, как у ВЧ генераторе на базе силовых МДПТ.

Рис. 4. Блок-схема ВЧ транзисторного генератора для индукционного нагрева на базе силовых МДПТ [2.10]

Рис. 5. Блок – схема высокочастотного транзисторного генератора для индукционного нагрева на БТИЗ [HUTTINGER Freiburg]

Поскольку БТИЗ, как и МДПТ, являются управляемыми напряжением полупроводниковыми приборами, затраты на управление транзисторным преобразователем частоты ниже, чем тиристорным. Ожидается, что параллельные резонансные инверторы на базе БТИЗ заменят тиристорные преобразователи в области частот выше 1000 Гц и что скоро их будут применять при частотах до 100 кГц. Возможность параллельного включения резонансных инверторов позволяет достичь мощности нескольких МВт. Инверторы на базе МДПТ охватят область частот от 100 кГц до 1 МГц.

Дата добавления: 2014-01-07