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技術(shù)干貨 同步雙頻感應(yīng)加熱電源電路仿真分析

2015-07-06 09:07 來源:電源網(wǎng) 編輯:柚子

雙頻的感應(yīng)加熱電源在進行工作時,能夠同時控制不同波頻的電源單元進行加熱工作,可以有效解決傳統(tǒng)的單頻加熱電源二次返工問題。本文將會對雙頻加熱電源的電路仿真和輸出波形進行分析,幫助工程師更加輕松的完成技術(shù)設(shè)計。本次測試使用的是通用性測試軟件,對同步雙頻感應(yīng)加熱電源電路進行仿真,并與中、高頻感應(yīng)加熱電源單獨工作時的仿真結(jié)果進行比較。

首先,我們要對雙頻感應(yīng)加熱電源的中頻單元,也就是中頻加熱電源單獨工作時的狀態(tài)進行仿真掃描,并觀察結(jié)果。其反饋的結(jié)果如圖1(a)所示。由圖1(a)可見,電流為幅值300A、頻率10KHz的方波,電壓為幅值200V、頻率10KHz的正弦波,電壓落后電流18°,電路工作在容性狀態(tài)。

測試完中頻單元后,接下來我們需要單獨對雙頻感應(yīng)加熱電源電路中的高頻單元,也就是對高頻加熱電源單獨工作時的狀態(tài)進行仿真掃描,并觀察結(jié)果。其反饋的結(jié)果如圖1(b)所示。由圖1(b)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)高頻電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時,經(jīng)IGBT并聯(lián)后的電壓為幅值280V的方波,電流為幅值約270A的正弦波,電流落后電壓20°,電路工作在感性狀態(tài)。

圖片1
圖1 中頻、高頻電路單獨工作仿真掃描結(jié)果

在針對中頻單元和高頻單元進行分別的工作狀態(tài)測試后,接下來我們需要采用雙頻加熱電源模型進行整機仿真,其仿真圖如圖2所示。由圖2我們可以看出,在工作過程中,高頻電源單元電壓輸入為280V,頻率200KHz,變壓器變比為7:2。中頻電源單元電流源輸入為300A,頻率為10KHz。仿真輸入結(jié)果如圖3所示。

圖片2
圖2 雙頻加熱電源模型仿真圖

圖片3
圖3 仿真輸入結(jié)果

在經(jīng)過了整機的模型仿真測試后,通過對仿真輸入結(jié)果的分析后可以得出,同步雙頻感應(yīng)加熱電源電路工作達到穩(wěn)定狀態(tài)時,等效負(fù)載兩端的電壓呈現(xiàn)中頻信號和高頻信號疊加的周期振蕩波形,電壓信號波形的輪廓為中頻輸入的電壓信號輪廓,從該波形還觀察到高頻信號頻率約為中頻信號的20倍。高頻感應(yīng)加熱電源單元及中頻加熱電源單元各自輸出的波形、頻幅及相位差正常,互不干擾。中頻單元輸出電流存在少量諧波。

通過對上文中圖3和圖2模型仿真圖的對比分析后我們還可以發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,那就是在仿真反復(fù)調(diào)試中,改變電路高頻單元中阻抗元件參數(shù),對中頻單元輸出的電壓電流波形影響很小,但改變中頻單元中阻抗元件參數(shù)將會對高頻單元的電壓電流波形造成較大影響。

總結(jié)

工程師在進行雙頻型的感應(yīng)加熱電源技術(shù)設(shè)計時,可以參照本文中所總結(jié)的高頻、中頻單元工作特性完成修改,全面提升整機工作效率,有效節(jié)能。

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