並聯逆變電路

　　具有並聯諧振式負載的逆變電路。生產中用以構成靜止式中頻加熱電源。並聯逆變電路有兩個特點：①直流電源為電流源，逆變入端串聯大電感L_d，因而入端電流i_d平滑連續（見電流型逆變電路）；②負載是處於高端失諧的並聯諧振電路，呈容性，故可採用負載換流方式（見負載換流式逆變電路）。因此，並聯逆變電電路也是一種負載換流式電流型逆變電路。

　　工作原理　圖1中L_H代表含有加熱工件的感應線圈。

為瞭提高負載端的 功率因數，在 L _H兩端並聯補償電容 C _H，組成並聯諧振式負載電路。其固有諧振角頻率 ω ₀可近似表示為

由並聯諧振電路分析可知，若外加電源的角頻率ω＝ω₀，則電路處於諧振狀態，電路呈純阻性；若ω＞ω₀，則電路處於高端失諧狀態，呈容性。

　　圖1中逆變電路采用橋式結構，各導電臂均用普通晶閘管組成。當T₁T₃導通而T₂T₄阻斷時，i_a=I_d；當T₂T₄導通而T₁T₃阻斷時，i_a=-I_d；當T₁～T₄輪番通斷時，i_a即為交變方波（圖2），

方波幅值為 I _d，重復角頻率 ω則取決於 T ₁～ T ₄門極控制脈沖。當 ω> ω ₀時，負載將呈容性，可以利用負載電壓 u _a作為換流電壓關斷退出導通的開關元件，因而即使采用普通晶閘管時也無需設置專門的換流電路。

　　盡管並聯逆變電路的輸出電流i_a為交變方波，但這一電路的輸出電壓u_a卻近似為正弦波（圖2）。這是由於i_a中基波以外的電流諧波均從負載電容C_H中旁路的緣故。

　　並聯逆變電路的直流電源采用相控整流電路如圖1所示。該電路的作用有以下兩個。

　　①調節逆變輸出功率P_H。若忽略逆變電路損耗，應有

P_H=P_d=U_dI_d

式中 P _d為直流功率， U _d為直流電壓平均值， I _d為直流電流 i _d平均值。由式可見，在相同的負載下，改變 U _d就可實現 P _H的調節。由相控整流電路分析可知

U_d=2.35U₂cosα

式中 U ₂為電網相電壓方均根值，α為滯後控制角。上兩式表明，改變α 即可調節 P _H。

　　②抑制故障電流。當逆變電路產生故障時，如果T₁、T₄同時導通，則直流電源將沿電感L_d短路，如不加以控制，將流過很大的短路電流。由相控整流電路分析可知，在圖1所示電路的情況下，如果α＞90°，整流電路將轉入逆變工作狀態，負載端電能將反饋回交流電網。因此，采用這種方法，當逆變端產生短路電流時，使α＞90°，則原先貯存在L_d中的能量將返回電網，從而抑制故障電流。

　　應用領域　並聯逆變電路的典型應用是構成靜止式中頻加熱電源。它的技術經濟指標均比旋轉式中頻機組優越，因而得到廣泛應用。它的最高單臺容量為2MW，多臺並聯達10MW。中國產並聯逆變電路能輸出頻率從1kHz至10kHz不同規格的交流電能，單機最高容量為500kW，多臺並聯最高容量為2000kW，工業上被廣泛應用於感應加熱領域，對金屬進行熔煉或對工件進行透熱和淬火。在60年代以前，傳統感應加熱電源是旋轉式中頻機組。60年代末期，出現瞭由晶閘管組成的靜止式中頻加熱電源。由於後者具有易於生產、控制方便、低噪聲、無需基建投資、高效率、節約銅材等優點，正逐步取代瞭旋轉式中頻機組。截至1985年，中國已有近5000臺靜止式中頻加熱電源投入運行，分別應用於機械、冶金、交通、造船、軍工、輕工等行業。