感应加热炉及电源设备工作原理（五）

3.2、换流过程分析

并联逆变电路的换流过程见图5：

由于电路的振荡特性，当电路建立振荡后，如果四个桥臂都不触发，在忽略电路损耗的前提下，电路的振荡电压和电流将持续，在计及电路损耗的实际情况下，电路振荡将逐渐衰减。在分析电路的一个周期时间内，可以不考虑衰减振荡的影响而看成是完全的振荡状态。

在负载存在振荡电压（电流）的情况下，必须适时地触发SCR元件，才能使并联逆变电路正常工作；不恰当的时刻触发SCR元件，则存在很大的短路故障可能性。

以下对图5的工作状态进行分析：

图5的电参数与图4的电路协调时，以负载电路左方为正极性时为电压正方向，电流从左方流向负载电路时为电流正方向。

在AB区间，中频电压为负值，即SCR1、3承受正向电压，故在A点触发元件1、3时，元件1、3导通。至B点，中频电压变为正，SCR1在导通条件下，直流电源通过滤波电感对负载电路传输能量；B点后，SCR2、4承受正向电压，故在C点对SCR2、4触发，具有导通条件，电流换到SCR2、4。

AB区间和CD区间所包含的电角度，称为换流角，在换流角时间内，完成一对元件导通，一对元件关断的变化过程，A点对SCR1、3触发后，SCR1、3导通，SCR2、4电流逐渐减小到零（受L2、L4限制，不能立即减到零），约需10us时间。后段时间是SCR2、4恢复阻断功能所需的时间，俗称“关断时间”（当前元件关断时间小于30us）。如逆变器运行频率为2000HZ，换流角30o（AB区间和CD区间角度），即区间时间为41.7us(（1000000/2000)*30/360=41.66)。可见电路的换流时间大于元件的电流下降时间与关断时间之和。元件即能可靠关断。如果换流角减小到电路的换流时间小于元件的电流下降时间与关断时间之和，就会出现SCR2、4还未恢复，又重新承受正向电压而导通，使逆变桥短路。

换流角即是负载电压和负载电流的相位差，即负载电路功率因数角Φ。

以上分析说明：过小的换流角将不能保证SCR元件正常换流。由于换流角的存在，使负载电流超前于

式中：Pd---直流功率

Ud---直流电压平均值

Id---直流电流平均值

Ia是方波电流的基波有效值，按付氏级数分解，其关系为Ia=0.9Id，而Pa=Pd，故：

Ua=1.1Ud/cosΦ（5）

式（5）是衡量并联逆变电路换流状态的直接依据，当Φ在25o～45o范围内变化时，Ua/Ud变化范围在1.214～1.56，实际调试时，控制中频电压与直流电压的比值在1.2～1.5范围内是安全可靠的。