[发明专利]高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法

说明书

一种高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法，属于软开关逆变控制技术领域。本发明针对现有感应加热逆变领域采用移相谐振方波实现软开关的逆变控制，其硬开关造成的发热存在于同一开关管模块中，散热难度大的问题。软开关逆变控制方法采用与逆变电源主回路频率相同的三角波获得对开关器件的驱动脉冲；以二分之一三角波幅值作为基准，结合设定的调整幅值选定两个基准幅值；使三角波幅值与其中一个基准幅值的比较结果作为一个桥臂上两个开关器件的触发电平，使三角波幅值与其中另一个基准幅值的比较结果作为另一个桥臂上两个开关器件的触发电平；每个桥臂上两个开关器件的逻辑相反。本发明用于实现感应加热串联谐振软开关的逆变。

技术领域

本发明涉及高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法，属于软开关逆变控制技术领域。

背景技术

感应加热又称为电磁感应加热，它利用电磁感应原理使被加热材料的内部产生电流，并依靠涡流的能量达到加热的目的，是一种先进的加热技术。感应加热由于具有加热效率高、速度快、可控性好以及易于实现机械化和自动化等优点，而被广泛应用于冶金、机械、电子等工业领域的熔炼、焊接、热处理、热锻造、外延加工等热加工工艺中，已经展示了越来越广泛的应用前景。

目前，感应加热逆变领域大多数采用移相谐振方波实现软开关的逆变控制，这种方法在系统调功过程失谐的情况下，产生大电流硬关断时，由于硬开关造成的发热通常由同一桥臂上同一模块的开关管承担，因此存在散热难度大的缺陷，进而可对系统的可靠性造成影响。

发明内容

针对现有感应加热逆变领域采用移相谐振方波实现软开关的逆变控制，其硬开关造成的发热存在于同一开关管模块中，散热难度大的问题，本发明提供一种高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法。

本发明的一种高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法，所述逆变控制方法控制的逆变电源主回路包括单相全桥式逆变电路，所述单相全桥式逆变电路包括两个桥臂，每个桥臂包括两个开关器件；所述逆变电源主回路工作于感性谐振状态；

所述软开关逆变控制方法采用与逆变电源主回路频率相同的三角波获得对开关器件的驱动脉冲；以二分之一三角波幅值作为基准，结合设定的调整幅值选定两个基准幅值；使三角波幅值与其中一个基准幅值的比较结果作为一个桥臂上两个开关器件的触发电平，使三角波幅值与其中另一个基准幅值的比较结果作为另一个桥臂上两个开关器件的触发电平，实现对逆变电源主回路中四个开关器件的软开关控制；每个桥臂上两个开关器件的逻辑相反。

根据本发明的高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法，设定一个桥臂上的两个开关器件为VT1和VT2，另一个桥臂上的两个开关器件为VT3和VT4；所述触发电平包括对VT1、VT2、VT3和VT4进行触发的电平信号；

设定二分之一三角波幅值为T₀，调整幅值为Δ，则三角波幅值大于T₀+Δ时，VT1为高电平，VT2为低电平；三角波的幅值低于T₀+Δ时，VT1为低电平，VT2为高电平；VT1和VT2之间设定死区时间τ₀；

三角波的幅值大于T₀-Δ时，VT4为高电平，VT3为低电平；三角波的幅值低于T₀-Δ时，VT4为低电平，VT3为高电平；VT3和VT4之间设定死区时间τ₀；

所述高电平对应相应开关器件的导通，低电平对应相应开关器件的截止。根据本发明的高频感应加热串联谐振软开关逆变控制方法，所述控制方法中逆变电源主回路的输出功率计算方法为：

所述逆变电源主回路工作于感性谐振状态时，逆变输出电压基频分量U_AB0超前负载电流I_AB相位β/2，式中β为VT1和VT3的相位差；则逆变输出电压U_AB的傅里叶表达式为：