Рубрики
Оборудование

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов Зульфия Валиуллина Юрий Зинин В данной статье произведен

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов
Зульфия Валиуллина
Юрий Зинин

В данной статье произведен сравнительный анализ эффективности использования силовых частей (тиристоров, диодов, силовых конденсаторов и катушек индуктивности) автономных резонансных инверторов с оборотными диодиками, разработанных для тиристорных преобразователей частоты в Уфимской школе индукционного нагрева. Школа была сотворена под научным управлением доц. С. М. Кацнельсона, Г. И. Сабанеевой, С. В. Шапиро и Л. Э. Рогинской. Проведенный с единых позиций сравнительный анализ стал вероятным относительно не так давно, благодаря применению новых PSpice-моделей частей и расширению способностей программки схемотехнического моделирования MicroCAP 9, где эти модели употребляются. Приводятся аспекты действенного использования силовых частей для рассматриваемых схем тиристорных автономных инверторов.

Тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ), обычно, употребляют в схемах электроприводов. Это, вправду, их обычное применение, что отыскало обширное отражение в технической литературе и учебных курсах для студентов учебных заведений. Но для техники электропривода, по известным причинам, в главном употребляются тиристорные автономные инверторы с симметричным трехфазным выходом. В установках индукционного нагрева токами высочайшей частоты (ТВЧ) используют однофазовые схемы автономных тиристорных инверторов, которые владеют рядом особенностей.

Таким макаром, тиристорные преобразователи частоты для электропривода стали основой при проектировании ТПЧ для техники индукционного нагрева ТВЧ. А заглавие «независимый инвертор» [1] можно считать синонимом современного «автономного инвертора».

В технике индукционного нагрева тиристорным преобразователем частоты (ТПЧ) именуется силовое устройство, присоединенное к сети промышленной частоты, которое состоит из выпрямителя и автономного инвертора (АИ), модифицирующего неизменный ток в однофазовый ток высочайшей частоты (ТВЧ). Это, обычно, преобразователи с очевидно выраженным звеном неизменного тока — выпрямителем.

Тенденции совершенствования схем автономных инверторов

Систематизацию тиристорных автономных инверторов, применяемых в установках индукционного нагрева металлов, производят по разным признакам, но главные из их естественны и ординарны — это, сначала, схемные признаки: мостовая, полумостовая либо четвертьмостовая схемы [3, 4].

Главные тенденции в развитии технических решений (ТР) в области проектирования установок индукционного нагрева металлов, также современный уровень проектирования ТПЧ целенаправлено определять, используя патентную информацию. Строгая формулировка предмета изобретения в патенте — для юридической защиты прав заявителя — позволяет найти обобщенные цели, достигаемые при реализации схемного решения тиристорных инверторов.

Обобщенные цели, более распространенные посреди технических усовершенствований тиристорных автономных инверторов для электротермической обработки металлов, нами определялись по интернациональному классификатору изобретений (МКИ). Анализировались описания авторских свидетельств по классу Н02 М 7/72, 5/42 и других, смежных с ними, за период с 1985-го по 1990 г., когда рассматриваемая ветвь техники получила наибольшее развитие.

Выявленные обобщенные цели и количество предложенных в согласовании с ними АИ показаны в таблице.

Таблица. Обобщенные цели технических решений АИ
Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Приведенные данные демонстрируют, что основное внимание при совершенствовании технических черт уделялось увеличению надежности. Если учитывать технические решения, которые, в конечном итоге, также увеличивают надежность, становится естественным, что эта цель была доминирующей. Проанализировав данную подборку, можно убедиться в том, что на «втором месте» — улучшение энергетических черт и увеличение КПД. Эта цель в силовой электронике достигается методом уменьшения массо-габаритных характеристик (пункт 4).

Улучшение энергетических черт АИ это, с другой стороны, путь к действенному использованию частей силовой схемы.

В конце концов, другие пункты таблицы, немногочисленные по количеству технических решений, свойственны целями, специфическими для определенного использования схемы, к примеру, для вакуумной индукционной печи значительно требование гальванической развязки входной и выходной цепей ТПЧ.

В особенности следует тормознуть на пт 25 «Расширение многофункциональных возможностей». Практическое отсутствие в выборке технических решений с таковой задачей служит аспектом того, что анализу подвергались решения, относящиеся к определенной технической дилемме. С другой стороны, это указывает, что универсальность внедрения ТПЧ в установках индукционного нагрева металлов не всегда оправданна, напротив, современная тенденция заключается в разработке специализированных силовых установок с более высочайшими технико-экономическими показателями. Произнесенное не исключает применение типовых схем автономных инверторов.

Обобщенные цели технических решений, выявленные для рассмотренного класса МПК, обусловлены «Методикой оценки свойства частотного и ультразвукового оборудования», разработанной ВНИИ ТВЧ.

Технический уровень ТПЧ целенаправлено определять по всеохватывающему показателю на основании экспертных оценок. Это можно разъяснить известными трудностями, обусловленными необходимостью учета противоречивых причин. Задачка усложняется, если принять во внимание разноплановую оценку преимуществ и недочетов при использовании узнаваемых схем для проектирования инверторно-индукторных электротехнических комплексов.

В итоге нами разработана библиотека технических приемов для совершенствования схемных решений и технических черт тиристорных автономных инверторов, сделанная на базе анализа огромного количества патентных материалов, и сформулированы некие эвристические приемы, действенные для заслуги обозначенных целей.

Инверторы, формирующие на выходе несинусоидальную форму тока с высшими гармониками, на одну из которых настроена резонансная индукционная нагрузка, именуются полирезонансными.

Возможность существования комбинированных схем со смешанными признаками существенно усложняет их систематизацию, но содействует выявлению новых параметров автономных инверторов, некие из которых оказываются полезными и находят применение при проектировании силовых установок для индукционного нагрева металлов. Такие схемы владеют новизной и пользой и признаются изобретениями.

Техническое решение мостовой схемы АИ с оборотными диодиками [1] явилось макетом 10-ов изобретений ТПЧ для индукционного нагрева металлов [2].

На рис. 1 в окне демо-версии MicroCAP 9 приведены три традиционные схемы тиристорных автономных инверторов — преобразователей неизменного тока в однофазовый частотный ток. Это четвертьмостовой инвертор (по другому однотактная, несимметричная схема), полумостовой инвертор и мостовой инвертор с диодиками оборотного тока.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Диоды оборотного тока, включенные встречно-параллельно тиристорам, обычно употребляются в схемах уфимских преобразователей. Они уменьшают «раскачку» напряжения и стабилизируют уровень действующих токов и напряжений при изменении сопротивления нагрузки автономного инвертора в широком спектре, соответствующем для инверторно-индукционных силовых установок.

Три схемы автономных инверторов присоединены к общему для их источнику питания величиной 520 В, равному наибольшему выпрямленному напряжению мостовой трехфазной схемы выпрямителя, присоединенного к стандартной питающей сети 3 — 380 В – 50 Гц, как это имеет место почти всегда при подключении массивных потребителей.

На входе этих схем включены дроссели неизменного тока с величиной индуктивности в 4 мГн. Дроссели таковой величины нужны для формирования наружной свойства АИ как источника тока и для ограничения токов ВЧ, передаваемых в источник питания ТПЧ. Допускаем, что в схемах рис. 1 применены однообразные тиристоры, диоды и силовые элементы (коммутирующие конденсаторы и катушки индуктивности).

Установим равные характеристики коммутирующих частей (30 мкФ и 80 мкГн) и схожим последовательное эквивалентное сопротивление активной нагрузки 0,4 Ом в каждой схеме автономного инвертора. В конце концов, установим схожую частоту включения тиристоров.

Произведем анализ электрических процессов этих схем в программке схемотехнического моделирования MicroCAP 9. Удобство внедрения такового способа анализа заключается в наглядности результатов, которые получают в единых координатах для времени, напряжения, тока и мощности.

На рис. 2 приведены приобретенные нами временные графики установившегося значения выходного тока для этих схем.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Кривая выходного тока четвертьмостовой схемы инвертора имеет наивысшую амплитуду. Кривая выходного тока мостовой схемы инвертора мала по амплитуде. Кривая тока нагрузки полумостовой схемы инвертора размещается меж ними. Неизменная составляющая выходного тока для всех схем равна нулю, потому что нагрузка включена поочередно с конденсатором.

Мы не будем дискуссировать существенную разницу амплитуды приобретенных кривых, но отметим, что она стопроцентно находится в зависимости от величины эквивалентного напряжения в электронном контуре с тиристором для момента включения.

Установившуюся амплитуду тока после окончания переходного процесса, нужную для выбора характеристик полупроводниковых частей, рассчитывается аналитически, но моменты коммутации токов тиристором и диодиком, нужные для анализа переходных процессов, находятся при решении непознаваемых уравнений, которые фактически не употребляются в инженерной практике.

Аспекты эффективности использования тиристоров

Аспектом эффективности использования силовых частей в разных схемах автономных инверторов ранее рассматривалась суммарная установленная мощность однотипных частей в сопоставлении с выходной мощностью схемы. Этот аспект довольно много охарактеризовывает силовые конденсаторы и индуктивные элементы (по величине кВАр). Но силовые полупроводниковые элементы — тиристоры, диоды, IGBT-модули — не стопроцентно зависят от него.

Для тиристоров, в свое время, использовались такие аспекты, как n (Um — Jm), где n — количество тиристоров, Um и Jm — наибольшая величина напряжения и тока тиристоров. Предлагались разные композиции произведений главных характеристик с эмпирическими коэффициентами — (к1 Um), (к2 Jm), (к3 du/dt), (к4 di/dt), (к5 tвосст) и т. д.

В текущее время целенаправлено использовать единую оценку для всех полупроводниковых частей принципных силовых схем, в качестве которой нужно принять цена однотипных девайсов частей для изделий с схожими обобщенными параметрами.

Обобщенным параметром ТПЧ для индукционного нагрева может являться произведение номинальной выходной мощности и рабочей частоты поэтому, что силовые инверторы 320 кВт — 1000 Гц, 80 кВт — 4 кГц, 20 кВт — 16 кГц имеют схожую цена девайсов частей. Поясним, что для четвертьмостовой схемы, согласно рис. 1, конструктивно требуется 4 тиристора, соединенных поочередно, в полумостовой схеме требуется 2 — 2 тиристора, малое количество тиристоров для мостовой схемы равно 4.

Стоимость электротехнического изделия в самом общем случае определяется ценой девайсов частей, издержками производства и ценой умственной составляющей, в составе которой можно рассматривать отличительные характеристики изделия, к примеру, расширенный спектр регулирования выходной частоты. Таковой подход соответствует современным требованиям.

Отметим, что при схемотехническом моделировании в MicroCAP, не считая мощности (POWER) силового диодика, можно фиксировать и другие характеристики, к примеру, его цена, как показано на рис. 3.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

На рис. 3 представлена панель характеристик диодика (слева) в рабочем окне программки схемотехнического моделирования MicroCAP 9. На панели приведена цена (COST) примененного типа диодика в перечне частей, показывающих общую цена электронной схемы (справка понизу панели).

1-ый и 2-ой уровень представления модели элемента (LEVEL) для силового полупроводникового диодика позволяет упростить расчеты при исследовании переходных процессов, частотного анализа, разложения Фурье и т. д. в процедурах схемотехнического моделирования исследуемой схемы. В то же время варьирование характеристик элемента, согласно процедуре stepping для перечисленных видов анализа, может быть только для таких характеристик, которые, оказывается, значительно не оказывают влияние на цена элемента.

В меню Transient analysis устанавливается рабочая температура схемы, уточняющая результаты расчета переходных процессов при моделировании диодика элементом высшего третьего уровня.

Заметим, что вес и габариты статических преобразователей, как многих других изделий силовой электроники, при повышении рабочей частоты в текущее время имеют существенную тенденцию к уменьшению. Понижает эту разницу поверхностный эффект, при котором проводники имеют уменьшенное действенное сечение, обусловленное глубиной проникания тока, и возрастание утрат на вихревые токи в конструкционных материалах.

Условие равной мощности автономных инверторов

Из изображенных на рис. 1 установках для индукционного нагрева металлов обычно используются 1-ая и 3-я схемы. Полумостовая схема автономного инвертора не имеет каких-то существенных преимуществ, потому в данной работе произведем сравнительный анализ четвертьмостовой и мостовой схем, нашедших самое обширное применение в российских и забугорных разработках.

Необходимо подчеркнуть, что применение новейшей схемы инвертора либо ее модификации для практической реализации просит от разработчиков огромного опыта и исследования особенностей. Основная задачка — выявление режимов работы, которые свойственны действенной загрузкой полупроводниковых частей автономного инвертора по току, напряжению, частоте, а для конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов — загрузкой по установленной реактивной мощности.

На рис. 4 в рабочем окне программки MicroCAP справа показаны четвертьмостовая и мостовая схемы автономных инверторов. Характеристики коммутирующих частей автономных инверторов изменены в сопоставлении с рис.1 таким макаром, чтоб обеспечить схожую входную мощность и рабочую частоту.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Слева на рис. 4 показаны две кривые переходного процесса входных токов автономных инверторов с схожими источниками питания и величиной входных дросселей.

Важными константами схем инверторов являются волновое сопротивление Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов и собственная угловая частота Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов колебательного контура.

Волновое сопротивление определяет критичную величину эквивалентного сопротивления нагрузки в цепи коммутации тиристоров инвертора. Потенциально 1-ая схема должна допускать огромную величину наибольшего эквивалентного сопротивления нагрузки, чем 2-ая. Это высококачественный вывод.

Тут уместно сказать, что четкий анализ электрических процессов в автономных инверторах может востребовать внедрения специфичных способов расчета. Результаты такового анализа наименее информативны, чем применение способов схемотехнического моделирования, при помощи которого нетрудно найти требуемую величину сопротивления нагрузки.

На рис. 4 показаны входные токи 2-ух автономных инверторов, фактически совпадающие по всем характеристикам (время переходного процесса, амплитуда и частота пульсаций, наибольшее значение).

Особо отметим различную величину эквивалентного сопротивления нагрузки — 0,3 Ом для четвертьмостового инвертора и 1 Ом для мостовой схемы, которые соответствуют равной потребляемой мощности при установленных параметрах коммутирующих частей и определенной частоте включения тиристоров.

Установившаяся величина входной мощности после окончания переходного процесса в каждой из схем (согласно рис. 4) составляет:

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Условие равенства входных токов автономных инверторов (а означает, и мощности) является основанием для сопоставления других характеристик этих схем. Наличие дросселя в цепи неизменного тока автономного инвертора превращает источник его питания из источника напряжения в источник тока. Потому эти инверторы можно рассматривать в качестве тумблера тока резонансного типа.

Равную мощность этих схем АИ можно получить и при схожей величине эквивалентного сопротивления нагрузки. Мы же рассматриваем характеристики коммутирующих частей, надлежащие базисному режиму [5].

Сопоставление характеристик автономных инверторов равной мощности

Важным параметром является выходной ток инвертора. Он определяет загрузку полупроводниковых частей, более критических к перенапряжениям и перегрузкам по току.

На рис. 5 представлена соответствующая форма кривых выходного тока для каждой из схем в режиме номинальной мощности. Эти кривые демонстрируют, что в момент паузы (непроводящего состояния вентилей автономного инвертора) в нагрузке протекает неизменная составляющая входного тока инвертора. При всем этом во 2-ой схеме она реверсируется в нагрузке, увеличивая амплитуду первой гармоники выходного тока, а в первой — четвертьмостовой схеме — неизменная составляющая входного тока не меняет собственного направления, но при всем этом можно следить эффект удвоения выходной частоты автономного инвертора. Загрузка тиристоров по току в первой схеме значительно выше.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Резонансный режим работы автономных инверторов характеризуется практически синусоидальным конфигурацией тока в момент включения тиристора, потому скорость нарастания тока в тиристоре di/dt далека от критичной величины, допускаемой высокочастотными тиристорами.

Исходная скорость нарастания тока тиристоров в момент их включения определяется выражением

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

На рис. 6 показаны графики токов оборотных диодов исследуемых схем автономных инверторов при равной входной мощности. Продолжительность протекания тока диодика определяет время восстановления управляющих параметров тиристоров. По этому параметру рассматриваемые схемы потенциально равноценны [6].

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Другой параметр — величина среднего тока, протекающего через диоды, — значительно выше у четвертьмостовой схемы. Но по этому параметру диоды нужно выбирать исходя из наибольшего значения при наименьшем сопротивлении нагрузки. Это режим недлинного замыкания нагрузки (КЗ), соответствующий для внедрения автономного инвертора в преобразователях частоты для индукционных установок ТВЧ. Тут рассматриваемые схемы также равноценны.

Свойства тиристорных преобразователей частоты

На рис. 7 показаны графики напряжений на коммутирующих конденсаторах автономного инвертора. Графики имеют различную форму, но у их много общего. А именно, в интервале паузы напряжение на конденсаторах растет по линейному закону, достигая наибольшего значения к моменту включения тиристора.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Линейное возрастание напряжения разъясняется протеканием неизменного тока входного дросселя по конденсатору на этом шаге работы автономного инвертора. Наибольшая величина этого напряжения определяет уровень напряжения на других элементах автономного инвертора — тиристорах и катушках индуктивности. Превышение этой величины над значением напряжения питания инвертора (его относительная величина) меняется при переменной нагрузке автономного инвертора.

Нагрузка инвертора изменяется при нагреве изделия в индукторе. Это свойство именуется «раскачкой напряжения». Схема инвертора целесообразна для внедрения в установках индукционного нагрева металлов, если она не достаточно реагирует на изменение нагрузки величиной «раскачки напряжения». Тут обе схемы равноценны [7].

Уменьшение «раскачки напряжения» обосновано внедрением в схеме автономных инверторов оборотных диодов и допустимым конфигурацией характеристик нагрузки в границах обеспечения резонансного режима работы.

На рис. 8 показаны графики выходного напряжения, получаемые в этих схемах.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Величина выходного напряжения первой — четвертьмостовой схемы — значительно ниже, чем у мостовой схемы автономного инвертора. Это почти во всем определяет ее область внедрения с эквивалентной нагрузкой наименьшей величины, чем у мостовой схемы.

В мостовой схеме величина выходного напряжения поближе к стандартной величине для частей индукционной нагрузки и электротермических конденсаторов в 500 В, что является определенным ее преимуществом. Отметим снова, что сопоставление по данному параметру делается при схожей величине входного тока автономных инверторов равной мощности.

На рис. 9 представлены графики напряжений на тиристорах и диодиках обеих схем. Форма этих напряжений схожа, она свойственна для инверторов с оборотными диодиками. 1-ый скачок напряжения с большой величиной скорости нарастания du/dt разъясняется высочайшей скоростью обрыва оборотного тока неуправляемым диодиком. Потом следует шаг линейного возрастания напряжения до наибольшей величины, соответственной моменту еще одного включения тиристора автономного инвертора.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Краткосрочные перенапряжения и скачки напряжений на тиристоре сглаживаются демпфирующими цепочками — компактными ВЧ-конденсаторами с завышенным номинальным напряжением.

На рис. 10 показана кривая напряжения на входных дросселях автономных инверторов. Ее форма и амплитудная величина соответствуют напряжению на тиристорах.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

На рис. 11 представлен специфичный параметр автономных инверторов — напряжение на коммутирующей катушке индуктивности. Этот параметр охарактеризовывает издержки на обеспечение электронной изоляции витков катушки.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Технические характеристики силовых частей следует рассматривать исходя из убеждений конфигурации их цены как эквивалента рыночной экономики. Ориентация русской электротехнической индустрии на умственную составляющую в цены изделий — очередной шаг ее развития. 1-ый шаг — создание современных компонент силовой электроники — российская индустрия уступила забугорным производителям.

Исходя из изложенного, отметим, что рассмотренные принципные схемы АИ определяют последующие характеристики:

  • мостовой инвертор — это малая установленная мощность реактивных частей, пониженная рабочая частота; четвертьмостовой инвертор — это завышенная рабочая частота;
  • «раскачка» напряжения либо тока на элементах инвертора при переменной нагрузке от номинальной величины при рабочей нагрузке инвертора, также способность работать в режиме холостого хода либо недлинного замыкания нагрузки у этих схем схожа;
  • номинальная величина выходного напряжения, по отношению к входному, определяет действенное применение стандартных компонент (с номинальным напряжением для силовых конденсаторов, реактивной мощностью выходных высокочастотных трансформаторов). С этой точки зрения лучше мостовая схема.

Справедливости ради отметим, что рассмотренное представление сопротивления нагрузки активным эквивалентом нагрузочного колебательного контура значительно упрощается для внедрения инвертора в установках индукционного нагрева металлов. При представлении эквивалентной нагрузки автономного инвертора колебательным контуром гармонической ЭДС (что не вызывает затруднений в процессе схемотехнического моделирования) оценивают отклик нагрузки, влияющий на протекание электрических процессов в рассматриваемых схемах [7].

Очевидно, перечисленные характеристики являются необходимыми, в главном, для внедрения автономных инверторов в установках индукционного нагрева металлов токами высочайшей частоты. Для другого использования рассмотренных автономных инверторов (в схемах электропривода) оценки параметров могут быть другими.

Тиристорные инверторы в установках индукционного нагрева реализуют закон электрической индукции, для их важны поверхностный эффект и эффект близости, и они эксплуатируются в критериях существенного конфигурации электрофизических параметров металла в процессе нагрева.

На рис. 12 и 13 изображены установки индукционного нагрева, сделанные на базе ТПЧ с тиристорными автономными инверторами, построенными на базе рассмотренных выше схем.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов
Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

1-ый промышленный комплекс для индукционного нагрева металлов сотворен в 1971 г. на базе изобретения мостового резонансного инвертора по схеме Кацнельсона [1].

Тиристорные преобразователи, разработанные в 70-х годах прошедшего столетия, имели значимые габариты и большой вес (рис. 12). Эти характеристики на то время не являлись ценностью. 1-ые ТПЧ промышленного внедрения использовались для методического нагрева заготовок в кузнечном индукционном нагревателе (КИН). Позже эти ТПЧ обширно применялись для индукционной плавки металлов в печах типа ИСТ 016.

На рис. 13 показан вид современного комплекса нагрева ТВЧ, работающего под управлением ЭВМ. Индукционный комплекс употребляется для эпитаксиальной технологии в производстве частей микроэлектроники. Автономный инвертор выполнен по несимметричной однотактной схеме с оборотным диодиком (четвертьмостовой АИ), рассмотренной выше.

Диаграмма совершенствования технических черт ТПЧ для индукционного нагрева с момента их первого промышленного внедрения приведена на рис. 14. Графики КПД, веса и габаритов тиристорных преобразователей приведены в относительных единицах, за базисную величину приняты надлежащие характеристики первых разработок. Диаграмма составлена нами на базе экспертной оценки.

Тиристорные инверторы с оборотными диодиками для преобразователей частоты в установках индукционного нагрева металлов

Габариты и вес современных ТПЧ, определяющие их цена, и коэффициент использования силовых частей по установленной мощности существенно снижены по сопоставлению с первыми разработками.

Повышение цены индукционных комплексов сейчас определяется, сначала, неизменным ростом цены на конструкционные материалы — медь, сталь электротехническую, современную изоляцию.

Заключение

  1. При сопоставлении цены автономных инверторов для установок индукционного нагрева металлов в качестве обобщенного аспекта предлагается произведение выходной мощности на номинальную частоту выходного тока.
  2. Эффективность использования силовых частей в автономных инверторах с схожими обобщенными аспектами предлагается оценивать по толики цены главных тиристоров и оборотных диодов, силовых конденсаторов и катушек индуктивности.
  3. В процессе сравнительного анализа выявлены оптимальные области использования типовых схем тиристорных автономных инверторов при действенной загрузке частей по установленной мощности и напряжении питания 520 В. Четвертьмостовая схема обеспечивает завышенную частоту выходного тока (до 20 кГц) при выходной мощности до 40 кВт. Мостовой тиристорный инвертор эффективен для внедрения в установках индукционного нагрева большой мощности (до 400 кВт) и пониженной частоте выходного тока (до 2 кГц).
  4. Массо-габаритные и энерго характеристики инверторно-индукционных силовых установок взаимосвязаны, но они еще не достигнули предельных значений, что является главным направлением совершенствования таких установок.

Продолжение следует