在電力系統(tǒng)中，串聯(lián)型固態(tài)感應(yīng)加熱電源憑借起動(dòng)容易、易高頻化的優(yōu)點(diǎn)在高頻感應(yīng)加熱領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為保證逆變器安全工作和提高工作效率，串聯(lián)諧振逆變器一般工作在感性準(zhǔn)諧振狀態(tài)。如果，采用傳統(tǒng)的鎖相環(huán)控制，雖然可以實(shí)現(xiàn)逆變器的感性工作狀態(tài)，但負(fù)載功率因數(shù)角會(huì)隨著負(fù)載大小發(fā)生變化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的定角控制。所謂定角控制是指逆變器運(yùn)行過(guò)程中保持功率因數(shù)角恒定，且不受負(fù)載參數(shù)變化影響，從而確保逆變電源安全、穩(wěn)定、高效地工作。

　　而對(duì)于傳統(tǒng)的鎖相環(huán)控制方法來(lái)說(shuō)，它對(duì)于鐵磁性材料負(fù)載，相位補(bǔ)償電路只能針對(duì)某一頻率進(jìn)行靜態(tài)補(bǔ)償，無(wú)法在負(fù)載諧振頻率變化前后實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載功率因數(shù)角恒定控制。基于這種狀況，小編May就為大家介紹一種從定角控制角度對(duì)串聯(lián)諧振逆變器的控制方法——復(fù)合控制法

　　復(fù)合控制方法是閉環(huán)控制與定角開環(huán)控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)，它在傳統(tǒng)控制電路基礎(chǔ)上由動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償電路替代了目前所普遍采用的固定延時(shí)相位補(bǔ)償電路，在負(fù)載頻率變化后自動(dòng)調(diào)節(jié)功率因數(shù)角，從而提高鎖相環(huán)節(jié)的控制精度和動(dòng)態(tài)性能，在逆變器負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，既實(shí)現(xiàn)了頻率跟蹤，又實(shí)現(xiàn)了定角控制，保持逆變器功率因數(shù)角恒定。

　　通過(guò)理論分析及大量研究試驗(yàn)證明，串聯(lián)型感應(yīng)加熱電源鐵磁材料負(fù)載從冷態(tài)過(guò)渡到熱態(tài)，或從重載變?yōu)檩p載的過(guò)程中，負(fù)載電流頻率(代表負(fù)載固有諧振頻率)上升，負(fù)載電流幅值隨之增加，負(fù)載從熱態(tài)過(guò)渡到冷態(tài)或從輕載變?yōu)橹剌d的過(guò)程中，負(fù)載電流頻率下降，負(fù)載電流幅值隨之減小。在加熱過(guò)程中，負(fù)載電流頻率和幅值是受負(fù)載參數(shù)變化影響的變量，試驗(yàn)在鎖相環(huán)控制電路基礎(chǔ)上以電流擾動(dòng)作為控制信號(hào)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償電路，使相位補(bǔ)償時(shí)間跟隨負(fù)載諧振頻率變化，實(shí)現(xiàn)定角控制。動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償電路圖和相位補(bǔ)償電路波形圖如圖。

　　圖中顯示，IH1、IH2為電流互感器取出的負(fù)載電流信號(hào)，IH1經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U-，IH2經(jīng)整流濾波環(huán)節(jié)變?yōu)槠街彪娏餍盘?hào)Id’，三極管T1工作在放大區(qū)。負(fù)載冷態(tài)或重載時(shí)，頻率較低，電壓比較器閥值電壓U+=U1,補(bǔ)償時(shí)間△t=△t1，負(fù)載功率因數(shù)角φ=f1×△t1×360°。負(fù)載溫度上升進(jìn)入熱態(tài)或發(fā)生輕載時(shí)，負(fù)載電流頻率上升，同時(shí)負(fù)載電流幅值增加使Id’增加，引起T1基極電流增加，發(fā)射極電位上升，電壓比較器閥值電壓U+=U2，U2>U1，補(bǔ)償時(shí)間△t=△t2，△t2<△t1，負(fù)載功率因數(shù)角φ=f2×△t2×360°，補(bǔ)償時(shí)間減小限制頻率上升過(guò)程中負(fù)載電壓電流相位差增加，控制功率因數(shù)角基本不變，實(shí)現(xiàn)了定角控制。

　　在動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償電路中，負(fù)載功率因數(shù)角隨負(fù)載參數(shù)變化而動(dòng)態(tài)調(diào)整確保逆變器具有穩(wěn)定的工作效率。另外，逆變器負(fù)載電流很大時(shí)，T1完全導(dǎo)通，動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償電路最小補(bǔ)償時(shí)間可以通過(guò)選擇R4與R5的比值決定，R4的存在使逆變器嚴(yán)格工作在感性狀態(tài)，保證了串聯(lián)諧振逆變器具有較高的安全性能。

　　武漢科新電力公司小編May總結(jié)：通過(guò)對(duì)于目前串聯(lián)諧振在應(yīng)用中逆變器工作狀態(tài)的不足的研究，提出的新的定角控制的新方法，有效地解決了加熱負(fù)載由冷態(tài)到熱態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中以及發(fā)生重載或輕載時(shí)功率因數(shù)變化較大的問(wèn)題，并通過(guò)仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了此方法的正確性和有效性。歡迎大家更多的參與，關(guān)于串聯(lián)諧振設(shè)備及理論知識(shí)的討論和話題，讓我們一起推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步和設(shè)備的完善。

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