串联谐振型逆变电源的节能设计方法与调试

本书详细介绍了串联逆变电源的节能设计方法。从实际角度出发，让设计人员明了串联逆变电源的原理，掌握设计核心技术，并将作者40余年来的设计工作经验与读者分享，给出了相关的经验设计公式。此外，在实际应用时，调试也是一个非常重要的项目。如果使用的是串联谐振型逆变电源，而安装调试不当，也会使节能效果大打折扣。所以本书为了给读者在调试过程中遇到的问题提出解决方案，书中专门以作者实际调试案例为基础全方位给读者进行了答疑解惑。 

本书全面系统地阐述了全桥和半桥串联谐振型中频电源的工作原理和设计方法，及设备调试目标和基本步骤，还介绍了漏炉保护装置、大型中频变压器等器件的设计与制作。本书重点是半桥串联谐振型中频电源。书中推荐了利用李澍信相频公式（LPF）来计算槽路参数及贯穿功率管理的设计方法；阐述了利用槽路终端参数来校核感应器匝数的基本原理和实用技巧。本书力图推广在“功率管理”约束的实现高效节能的设计思想。

目 录概述 1 第1章 整流电路的电参量关系 8 1.1 本章规定符号 8 1.2 整流器空载电压 9 1.3 整流变压器 33 第2章 全桥无源单相串联逆变电路 38 2.1 全桥无源单相串联逆变电路结构 38 2.2 单相全桥串联逆变电路基本工作原理 40 第3章 逆变电路基本电参量的计算 44 3.1 谐振频率、工作频率、截止角 45 3.2 槽路电流、电容电压、LH电压 51 第4章 串联逆变电源的主要器件和保护 61 4.1 整流器的主要器件和保护 61 4.2 脉动直流滤波电路 67 4.3 逆变桥的主要器件和保护 70 第5章 基本控制电路 82 5.1 简易自激触发电路 83 5.2 简易开环控制电路 88 第6章 闭环控制电路 90 6.1 自激数字触发器 90 6.2 PID调节电路 109 第7章 整流系统的闭环控制 123 7.1 恒压源对整流闭环控制的要求 123 7.2 整流闭环控制系统 129 第8章 半桥逆变主电路电参量计算 133 8.1 半桥主电路基本结构和特点 133 8.2 f o 、 f K 、δ的物理概念和李澍信相频公式 137 8.3 槽路电流 i a 、LH电压 V LH 、 C 1 和 C 2 中频电压有效值 V C 145 8.4 能量效率分析 150 8.5 效率η分析 153 8.6 槽路硬件参数 158 8.7 感应器的终端参数校核 166 8.8 关于负载适应性分析 170 8.9 晶闸管电流型与电压型中频电源比较 173 8.10 真空炉中频电源槽路设计 175 8.11 有芯工频炉用串联型中频电源 179 8.12 200kW不锈钢熔炉槽路计算（实例） 183 8.13 1300kW/500Hz槽路计算（实例） 190 第9章 晶闸管半桥串联逆变电源的调试 194 9.1 调试目标和基本方法 194 9.2 系统保护调试重点 203 9.3 调试常见问题 204 第10章 自制器件和装置 212 10.1 差流感应型漏炉（漏电）保护装置 212 10.2 电路检测型漏炉（漏电）保护装置 215 10.3 软磁铁氧体中频变压器 216 10.4 滤波电抗器和换流电感的制作工艺要求 218 参考文献 220

前 言本书主要介绍了晶闸管半桥串联谐振型中频电源的基本原理，贯穿功率管理的分析 方法以及独特的数学模型和高效节能槽路参数计算方法等，对晶闸管单相半桥串联型中 频电源的节能设计给出了指导和经验证的设计公式。本书作者编写的另一本书《串联谐 振型逆变电源的节能设计理论》与本书互为姊妹篇，有针对性地介绍电工基础和电子技 术及主要控制器件的原理，如直流中控板、逆变中控板、一拖二控制板、外设器件及自 动控制的基本原理等。这两本书是为晶闸管串联型中频电源技术人员而编写的。 在编写过程中，编者力求做到:理论与实践紧密结合，依据充分的实际条件建立 数学模型;广泛参考国内外文献，调研国内外中频感应加热设备;搜集了一线技术人 员的实践案例，征求业内专家意见，努力使内容更加翔实。 为了节省篇幅，按工程计算惯例，直接给出了一些套用的数学、物理公式，略去 了推导。 本书力图简明实用，数学模型准确，便于操作，以期能够对读者的设计、技术改 造和设备维修等工作，具有实际的参考和指导意义。为了使读者易于理解和掌握，尽 量在文字上深入浅出、通俗简洁，特别配图上尽量绘制清晰，图达文意，使读者更易 于掌握书中表述的内容。为了使读者能够尽快掌握计算方法，作者较多地列举实例进 行计算，并注意标示电学单位。 本书介绍的晶闸管半桥中频电源主电路电参量的一些分析方法和数学模型，简洁 实用，思路独特。其中“李澍信相频公式”为本书作者多年的研究成果，为独创， 是设计高效节能槽路不可或缺的数学模型。对此，也诚恳欢迎各位读者及同行专家指 导、讨论。 本书由李澍信、朱兴发任主编，刘振孝、张立华、郭延强任副主编，参加编写的 人员有周淑玲、高朴、周挺、董金祥、张贵军、沈毅、张庆民、阚永峰、段永达、兰 洪涛、范春、邓建刚、闫海涛、张春祥，以及北京鑫源万恒电力电子技术研究所张锦 所长和齐智善、陈永军。此外，上海新研工业设备公司郭威等在有关理论上提出了宝 贵意见，潍坊创科公司张永光提供了中频CT相关技术资料。靳家辰、杨顺祥等对软 磁材料相关特性提供了技术资料。高伯俭在感应器设计理论方面给予了很多帮助。 特别说明:本书“第1章整流电路的电参量关系”是基本抄录参考文献［19］ 第二十五章25 2节和25 3节的内容。 本书在编写过程中，得到了有关教授、专家、技师等的大力支持，同时作者也参 考了许多同行专家的专著、设计资料、经验总结及维修记录等，在此一并致谢! 由于编者水平有限，书中内容难免存在错漏之处，敬请读者批评指教。 编 者