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設(shè)計一臺感應(yīng)加熱（透熱）的中頻電源，技術(shù)指標(biāo)如下：額定輸入電壓：AC380V，額定輸出功率：100KW標(biāo)稱中頻頻率：1-4KHZ額定輸出電壓：700V額定直流電流：220A一. 逆變部分1. 晶閘管額定參數(shù)選擇： 由已知參數(shù)得：P額輸=100KW， U額輸=700V據(jù)公式 P=UI 得 I額輸=U額輸P額輸=700100000A≈142.86A 即晶閘管通過電流有效值： Ivt=I額定=142.86A據(jù)公式：I=2∏ITa=1.57 ITa 得ITa=1.57I （2-1）根據(jù)晶閘管實際通過電流的有效值。并參考有（1.5-2）倍的安全裕量，故晶閘管電流定額按下式計算： ITa= (1.5-2) 1.57IVT （2-2） ITa—晶閘管通過平均電流 IVT—晶閘管通過電流的有效值 （1.5-2）—安全裕量晶閘管通態(tài)平均電流為： ITa=（1.5-2）1.57IVT=（1.5-2）*1.57142.86=（136.49-181.99）A 晶閘管受到最大正反向電壓是相等的，它應(yīng)等于負(fù)載電壓的峰值，即 UPM=URM=[圖片]Va （2-3） 晶閘管正.反向重復(fù)峰值電壓為 根據(jù)公式2-3 得 VM=[圖片]V=1.414*700=989.8V由于晶閘管承受瞬間過電壓能力較差，因此選擇晶閘管額定電壓時，應(yīng)留有充分的安全裕量，可按下式計算選擇： V=（2-3）Vm （2-4） Vm—晶閘管實際承受的（斷殼或反向）重復(fù)最大電壓 （2-3）—安全裕量晶閘管電壓定額應(yīng)取為： Ve=（2-3）Vm =（2-3）*989.8V =（1979.6-2969.4）V可選用KK200A/2500V型晶閘管2.負(fù)載補償電容的計算3.電容提供的無功功率： Qc=Pa（Q+tgφ） =100*[（2-4）+tg36°] =100*[（2-4）+0.727] =272.7-472.7 Kvar式中： Pa —裝置有功功率（KW） φ—負(fù)載功率因數(shù)角，通常COSφ≥0.8，則φ≤37°，這里取φ=36° Q—感應(yīng)器的品質(zhì)因數(shù)，在中頻裝置中，感應(yīng)器總是輸出較大的有功功率，所以Q值一般都不高，例如配100KW，1000HZ裝置的熔煉感應(yīng)器，即Q≈2-4，本中頻裝置中透熱感應(yīng)器，即Q≈2-4。由公式Qc=U2c/ωC1= U2cωC=2∏?c U2c 得電容的容量為： C=2∏?cU2cQc = [圖片] =3.08-12.31272.4-472.7 =(22.15-153.47) μ? 式中: Qc—電容提供的無功功率 (KVAR) Vc—電容的電壓 (Kv) ?—頻率 (KHZ)3. 濾波電抗器 三相氣控橋整流電壓Ud最低次諧波為元次,以后各次諧波均為六的倍數(shù),即n=6,12,18,24………下圖表示為在不同а角時6.12.18次諧波的幅值。[圖片]不同а角時整流電壓中6次12次18次諧波振幅度 圖2-1-1 作為并聯(lián)逆變式的中頻裝置中，必須采用電感濾波，它主要是抑制電流中的諧波，因為電流中的諧波成分過大導(dǎo)致逆變器無法工作。 為了計算電流中的諧波，可以把逆變器用一等效值流電阻Rd取代，這樣Rd與濾波電感Ld就成了整流器的負(fù)荷，則整流電流中的各次諧波有效值可按下式求得，（忽略濾波電感本身的繞組電組）： In= [圖片] （2-7）式中 為幾次諧波的幅值，可以從圖2-1-1中求得，通常為謀求良好的濾波效果，總是使（nwLd>>Rd）故式2-7還可以簡化為： In≈[圖片] 2-8 在此，電流諧波次數(shù)和電壓諧波一樣，也僅有n=6.12.18.24……故總的電流諧波有效值為: IΣr= [圖片] = [圖片] [圖片] 2-9電流脈動系數(shù)S為最低次諧波的幅度[圖片]I6與本均值Id之比,即: S= [圖片] 2-10 根據(jù)給定的電流脈動系數(shù)指標(biāo)S,即可以計算出所需的濾波電感Id只需將式子2-10代入式子2-8得Ld= [圖片] 2-11為了保證中頻裝置在低功率時也能正常工作，式2-11中Id應(yīng)為某一個低電流（例如Id為5%額定電流），這時相應(yīng)的整流晶閘管的控制角а必然比較大，它可由下式求得：а=COS-11.35VIdRd (2-12)式中 V—三相進線電壓有效值 Rd—逆變器等效直流電阻式子2-11中U6M應(yīng)為同一а時的6次諧波幅值，這時的U6M數(shù)值比較大，因而它所引起的6次諧波電流I6也大，在這種情況下要使中頻裝置能正常工作，則必須選取合理的脈動系數(shù)S，以保證必須的濾波效果，按最低要求說，這時電流還必須連續(xù)，即如圖2-1-2中所示，6次諧波電流幅值[圖片]I6應(yīng)小于Id，即式2-10中S