什么是并联逆变电路?

[拼音]：binglian nibian dianlu

[外文]：parallel inverting circuit

具有并联谐振式负载的逆变电路。生产中用以构成静止式中频加热电源。并联逆变电路有两个特点：

（1）直流电源为电流源，逆变入端串联大电感Ld，因而入端电流id平滑连续（见电流型逆变电路）；

（2）负载是处于高端失谐的并联谐振电路，呈容性，故可采用负载换流方式（见负载换流式逆变电路）。因此，并联逆变电路也是一种负载换流式电流型逆变电路。

图1中 LH代表含有加热工件的感应线圈。

为了提高负载端的功率因数，在LH两端并联补偿电容CH，组成并联谐振式负载电路。其固有谐振角频率ω0可近似表示为

由并联谐振电路分析可知，若外加电源的角频率ω＝ω0，则电路处于谐振状态，电路呈纯阻性；若ω＞ω0，则电路处于高端失谐状态，呈容性。

图1中逆变电路采用桥式结构，各导电臂均用普通晶闸管组成。当T1T3导通而T2T4阻断时，ia=Id；当T2T4导通而T1T3阻断时，ia=-Id；当T1～T4轮番通断时，ia即为交变方波（图2），

方波幅值为Id，重复角频率ω 则取决于T1～T4门极控制脉冲。当ω >ω0时，负载将呈容性，可以利用负载电压ua作为换流电压关断退出导通的开关元件，因而即使采用普通晶闸管时也无需设置专门的换流电路。

尽管并联逆变电路的输出电流ia为交变方波，但这一电路的输出电压ua却近似为正弦波（图2）。这是由于ia中基波以外的电流谐波均从负载电容CH中旁路的缘故。

并联逆变电路的直流电源采用相控整流电路如图 1所示。该电路的作用有以下两个。

（1）调节逆变输出功率PH。若忽略逆变电路损耗，应有

PH=Pd=UdId

式中Pd为直流功率，Ud为直流电压平均值，Id为直流电流id平均值。由式可见，在相同的负载下，改变Ud就可实现PH的调节。由相控整流电路分析可知

Ud=2.35U2cosα

式中U2为电网相电压方均根值，α为滞后控制角。上两式表明，改变α 即可调节PH。

（2）抑制故障电流。当逆变电路产生故障时，如果T1、T4同时导通，则直流电源将沿电感Ld短路，如不加以控制，将流过很大的短路电流。由相控整流电路分析可知，在图1所示电路的情况下，如果α＞90°， 整流电路将转入逆变工作状态，负载端电能将反馈回交流电网。因此，采用这种方法，当逆变端产生短路电流时，使α＞90°，则原先贮存在Ld中的能量将返回电网，从而抑制故障电流。

并联逆变电路的典型应用是构成静止式中频加热电源。它的技术经济指标均比旋转式中频机组优越，因而得到广泛应用。它的最高单台容量为2MW，多台并联达10MW。中国产并联逆变电路能输出频率从1kHz至10kHz不同规格的交流电能，单机最高容量为500kW，多台并联最高容量为2000kW，工业上被广泛应用于感应加热领域，对金属进行熔炼或对工件进行透热和淬火。在60年代以前，传统感应加热电源是旋转式中频机组。60年代末期，出现了由晶闸管组成的静止式中频加热电源。由于后者具有易于生产、控制方便、低噪声、无需基建投资、高效率、节约铜材等优点，正逐步取代了旋转式中频机组。截至1985年，中国已有近5000台静止式中频加热电源投入运行，分别应用于机械、冶金、交通、造船、军工、轻工等行业。