一种新型晶闸管串联半桥逆变谐振变频装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于中频感应透热炉设备的变频装置，尤其是一种新型晶闸管串联半桥逆变谐振变频装置。
【背景技术】
[0002]传统煤气炉加热的氧化烧损为2%，燃煤炉达到3%，钢材原材料损耗严重；为了节约钢材原材料，中频感应透热炉设备应运而生:中频感应透热炉设备是指金属热变形或热处理前的整体穿透式，是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至20K HZ)的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。它广泛用于汽配、五金、钢管、齿轮等行业。分别可用于十字节、轮毂单元、齿轮齿坯、球笼、阀门阀体热锻成型前的透热、轴承锻件成型前的透热、五金件、标准件热锻成型前的透热等。
[0003]然而，现有的中频感应透热炉设备电气原理为并联逆变谐振线路或者IGBT (模块化原件)串联逆变谐振线路；
[0004]并联谐振线路的中频感应透热炉设备，其透热方式虽然升温速度快，氧化极少，中频透热锻件的氧化烧损仅为0.5%，中频透热工艺节材，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克；但是它依然存在着一些不足之处；并联谐振透热炉在运行过程中自然功率因素很低，需要配电室的无功补偿柜进行补偿功率因素，配电室到设备的电缆自身损耗大；并联谐振透热炉的逆变器在换流时，晶闸管是强迫关断的，关断时间长，损耗较大；并联谐振透热炉透热到热锻工艺温度:1150°C，所需电耗为400-450度电，能耗很高；
[0005]而IGBT串联线路的中频感应透热炉设备所采用的元器件成本高，而且故障率相对较高，导致其稳定性不理想，导致了设备的后期维护成本很高。同时节能效果不明显。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种能提高自身的功率因素，一直保持在0.95以上，完全达到并高于国家供电部门的要求，降低逆变器换流时的损耗，降低了槽路电流，节约能耗和原材料，而且故障率低，稳定性高，维护成本低的新型晶闸管串联半桥逆变谐振变频装置。
[0007]为达到上述目的，发明采用了下列技术方案:
[0008]一种新型晶闸管串联半桥逆变谐振变频装置，包括主回路控制系统和控制回路控制系统，所述主回路控制系统包括三相断路器组、整流组、平波电抗器组、滤波电容组、谐振电容组、逆变组、逆变电感组，所述三相断路器组为一个万能断路器，所述进线电感组包括3个进线电感，所述整流组包括6只KP型晶闸管和2只ZP 二极管，6只KP晶闸管与主控控制板的整流触发线路形成一个整流系统，将三相交流市电整流后转换为单相直流电；所述平波电抗器组、滤波电容组共同形成LC滤波电路，给逆变提供了一个稳定的电压源，所述谐振电容组包含若干只谐振电容器，所述逆变组包含若干只KK晶闸管和若干只ZK快速恢复二极管以及若干只逆变电感，逆变组的上桥臂给谐振电容充电形成正半波，逆变组的下桥臂给谐振电容充电形成负半波，上桥臂和下桥臂轮流导通形成正弦波交流电。
[0009]本发明中加入平波电抗器组比单纯电容滤波要好，平波电抗器可以使电网的谐波更小，降低干扰。所述KK晶闸管起到调压作用，通过调节KK晶闸管导通角度，调节输出电压，从而实现调节输出功率，可调节范围为1% -100% ;本发明的逆变线路属于半桥逆变回路，比全桥逆变回路更稳定。与KK晶闸管并联的ZK快速恢复二极管起到了在上桥导通之后下桥还没有导通之前或则在下桥导通之后上桥还没有导通之前给谐振回路提供一个电流通路。与若干只KK晶闸管串联的若干只逆变电感，起到了缓冲逆变硅的电流上升率，不至于KK晶闸管因电流上升率过大而烧毁。
[0010]本发明谐振电容器组和逆变组、炉体组采用了串联连接的方式，实现了晶闸管串联逆变。
[0011]优选地，所述KK晶闸管、ZK快速恢复二极管以及逆变电感的数量均为2-10个。
[0012]优选地，所述2只ZP 二极管的其中一只为ZP续流二极管，另一为ZP隔离二极管。
[0013]ZP续流二极管与整流输出两端并联，起到保证电流的连续性以及减少对电网的冲击的作用。ZP隔离二极管与整流输出串联，起到隔离作用，避免了 KP管烧毁而造成三相主回路严重短路。
[0014]本发明中ZP续流二极管的设置可以保证每只整流晶闸管的导通角度120度。
[0015]优选地，所述逆变电感组包括两组电感，该两组电感相互平行，分别设置在上桥臂和下桥臂上，每组电感的数量为1-5个。
[0016]本发明的三相电源整流输出后选用平波电抗器组、滤波电容组共同形成LC滤波，给逆变提供了一个稳定的电压源。比单纯电容滤波要好，平波电抗器可以使电网的谐波更小，降低干扰。
[0017]优选地，指谐振电容组的正极与逆变组的上桥臂、下桥臂分别连接，谐振电容组的负极和炉体感应器线圈的一头连接，逆变组的输出端和炉体感应器线圈的另一头连接。谐振电容组、逆变组、炉体组形成了一个串联逆变回路，这里我们称之为串联逆变。所述谐振电容组包含若干只谐振电容器。所述逆变组相包含若干只KK晶闸管和若干只ZP快速恢复二极管以及若干只逆变电感。所述KK晶闸管起到调压作用，通过调节KK晶闸管导通角度，调节输出电压，从而实现调节输出功率，可调节范围为1% -100%。逆变组的上桥臂给谐振电容充电形成正半波，逆变组的下桥臂给谐振电容充电形成负半波，上桥臂和下桥臂轮流导通形成正弦波交流电。本逆变线路属于半桥逆变回路，比全桥逆变回路更稳定。与KK晶闸管并联的ZK快速恢复二极管起到了在上桥导通之后下桥还没有导通之前或则在下桥导通之后上桥还没有导通之前给谐振回路提供一个电流通路。与若干只KK晶闸管串联的若干只逆变电感，起到了缓冲逆变硅的电流上升率，不至于KK晶闸管因电流上升率过大而烧毁。
[0018]与现有技术相比，本发明选用晶闸管元件控制，与模块化元件相比制造费用低，而且故障率低，稳定性高，从而带来了客户后期的元件更换费用低，维护成本低；控制整套电源系统的整流、逆变系统以及接收反