[实用新型]电压型固态感应加热装置

说明书

本实用新型涉及电压型固态感应加热装置。

电压型固态感应加热装置具有直流电压源和逆变器，直流电压通过逆变器变换为交流电压，供给经过补偿的被加热负载。当干扰或驱动故障引起逆变器的桥臂直通短路或逆变器输出端短路时，由于逆变开关器件内阻很小，必将产生上升率极大的短路电流，烧毁逆变器的元器件。目前通常采用熔断丝保护，但因熔断丝熔断需一定时间，故对逆变器的元器件仍无法进行可靠的保护。

鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种结构简单、具有可靠短路保护的电压型固态感应加热装置。

本实用新型的技术解决方案是，在现有的电压型固态感应加热装置的直流电压源与逆变器之间接入由电流源和二极管相并联构成的短路保护电路，该电流源通过二极管形成回路。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型原理图。

图2是本实用新型一种具体实例。

图3是本实用新型另一种具体实例。

参照图1，在电压型固态感应加热装置的直流电压源Vs与由逆变开关器件T1～T4构成的全桥逆变器间接入由电流源Is与二极管D相并联的短路保护电路，电流源Is的入端与二极管阴极相连，出端与二极管阳极相连，则电流源通过二极管形成回路。正常运行时，通常使电流源的电流大于最大负载电流峰值，逆变器输入电压始终为电压源电压(忽略二极管D的导通压降)，故加入的保护电路并不影响电压源对负载的正常稳态的供电特性，而在逆变器发生直通短路或输出短路时，当器件的电流上升到与电流源电流值相等时，二极管D就被截止。此后电流的变化规律由电流源决定。由于电流源具有端压突变时，电流不突变的性质，所以可有效降低短路电流的上升速度，确保在通常逆变开关器件易于达到的关断时间条件下，短路电流不会超过逆变开关器件的安全范围，及时封锁逆变开关器件的驱动脉冲以切断短路回路，达到短路保护的目的。

从实用角度出发，电流源无需非常理想，可采用近似等效电流源，例如可采用电感，或采用可控整流桥输出串接电阻和电感构成。当以电感替代电流源时，电感的电流略小于负载正弦电流峰值，但只要保护电路参数设计合理，对逆变器的供电特性可视为近似等效电压源。因此这种做法在工程上是简单可行、易于实现的。

图2所示是全桥结构的电压型固态感应加热装置，三相电网电压经二极管D1～D6整流和电感L2、电容C2滤波，再经斩波开关T5、续流二极管D7斩波和电感L1、电容C1滤波，得到逆变器所需的直流电压，而与被加热负载相接的逆变器是由逆变开关器件T1～T4构成的全桥逆变器，此例中，电流源采用电感，则短路保护电路由电感Lp和二极管D并联构成，接在直流电压源输出和逆变器之间。

图3所示是半桥结构的电压型固态感应加热装置，三相电网电压经可控硅S1～S6整流和电感L1、电容C1、C2滤波，得到逆变器所需的直流电压，逆变器为由逆变开关器件T1、T2构成半桥逆变器，此例中，在直流电压源的电容C1与逆变开关器件T1间接入由电感Lp1和二极管D1并联构成的短路保护电路，在直流电压源的电容C2与逆变开关器件T2间接入由电感Lp2和二极管D2并联构成的短路保护电路。

本实用新型的电压型固态感应加热装置，增加了短路保护电路，在逆变器发生短路时能限制短路电流的上升速度，使逆变开关器件能有足够的时间切断短路回路，故能起到有效的短路保护作用，不致使逆变器的元器件被烧毁。本实用新型结构简单。