铸造工业的感应加热第六讲 感应熔炼电炉用变频电源、电热电容器、整流变压器的选择以及谐波影响与抑制措施

李韵豪

应达（中国） 供图

1 感应熔炼电炉用变频电源

1.1 串联谐振与并联谐振电源性能比较

感应熔炼电炉的电源装置由工频电源、中频发电机组发展到现今用电力半导体器件SCR（晶闸管）或者IGBT（绝缘栅双极型晶体管）组成的静止式固态变频装置。工信部工产业[2010]第122号公告《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》已将无心工频感应电炉和中频发电机感应加热电源列为2010年内立即淘汰产品。采用SCR、IGBT电力半导体器件的感应熔炼电炉用变频电源，由于工作在中频频段（＞60Hz～100kHz的频段，见GB/T 5959.1—2019），又称之为中频电源。变频电源按其电路结构不同分为电流馈电型和电压馈电型。电流馈电型电源用直流电抗器滤波，可获得直流电流，负载电流为矩形波，负载电压近似正弦波。电流馈电型常用于并联（或串并联）谐振逆变电路，电容器并联谐振电路中逆变器的电压与线圈电压相同，电流则比线圈电流小很多。电压馈电型电源用电容器滤波，可获得直流电压，负载两端电压为矩形波，负载电流近似为正弦波。电压馈电型大多用于串联谐振逆变电路。线圈与电容器串联谐振电路中逆变器电压是感应器线圈电压的函数，逆变器电流与感应器线圈电流相同。

表1 串联谐振与并联谐振电路性能比较

采用串联谐振和并联谐振电路的性能比较见表1。

采用串联谐振还是并联谐振变频电源，要根据铸造厂实际情况、性价比等因素综合考虑。在某些场合采用IGBT器件串联谐振设备的性能的确优于SCR器件并联谐振设备（串联谐振并不局限于IGBT，晶闸管多有使用），而且随着IGBT等电力半导体器件国产化程度的提高和控制技术的进步，其优越性会更加突出。……