大功率串并联晶闸管中频电源启动方法的研究

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在广泛阅读国内外大量文献和深入研究感应加热逆变电源的现状和发展趋势的基础上,本文对大功率串并联逆变晶闸管中频电源的启动问题进行了深入的研究与探讨。 晶闸管串并联逆变器通常采用自动调频,逆变触发器的信号取自负载端。但是在启动以前负载两端没有电压,因而逆变触发器也就无法获得信号而产生触发脉冲,这就产生了逆变器的启动问题。 在研究逆变器的启动问题时,由于负载变化大,参数很难准确的测量,无法得知可能出现最严重的工况,给研究带来了很大的困难。本文提出了串并联逆变器稳态运行重载极限的概念,它是研究启动极限工况的一种替代方法。在讨论串并联逆变器稳态工况的基础上,从最小反压时间和功率因数调节范围两个限制条件,求出允许的稳态运行极限负载,启动电路在此极限负载下能可靠地启动就足够了,追求更高的启动能力没有实际意义。 串并联逆变器启动前必须预充一定的初始能量,但并非任何形式的初始能量都对启动有利,本文对预充的初始能量进行了分解,提出了中频能量与低频能量的概念,并证明了前者是启动必不可少的条件,而后者反而对启动有害。这一理论对评价和改进各种现有的预充启动电路,以及开发新的启动电路具有指导意义。 通过分析负载变化对串并联逆变器启动的影响,在预充初始能量研究的基础上,从能量补偿和能量转换的观点,提出了两种新的启动方法:负载充磁启动方法和附加振荡启动方法。建立了这些方法工作过程的数学模型,完成了理论分析,得出了相应的设计公式及设计原则。大量的仿真研究,证明了这两种方法的正确性以及分析、设计的合理性。
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