بهبود راندمان اینورتر های رزونانسی سری با روش مدولاسیون چگالی پالس

چکیده

   منابع تولید حرارت القايی اينورترهای رزونانس هستند که در آنها مدار تانک رزونانس متشکل از کويل حرارتی و يک خازن در مدار اينورتر رزونانسی سری يا موازی می باشد. اين مدارها برای حرارت دهی فلزات جهت ذوب، جوش يا سخت کردن به کار می روند. سیستم القايی مورد بحث دارای يکسو کننده ديودی سه فاز است ، يک اينورتر تک فاز با چهار کلید و يک مدار رزونانس سری و ترانسفورماتور تطبیق دهنده بار می باشد. فرکانس کاری اينورتر به صورت خودکار نزديک فرکانس رزونانس تنظیم می شود تا اينورتر تحت هر باری شرايط ZVS يا کلید زنی در جريان صفر را داشته باشد. در حقیقت اينورتر در حالت شبه ZCS عمل میکند زيرا ترانزيستور ها همیشه در نزديکی جريان صفر خاموش می شوند. کنترل توان خروجی بر مبنای مدولاسیون چگالی پالس اين شرايط را در رنج وسیعی از توان خروجی حفظ می کند. 

   زمان خاموشی اينورتر ترانزيستور حالت ZVS يا کلید زنی در ولتاژ صفر را تجربه می کند. با اين مدار بهبودی مهم در کارآمدی اينورتر در شرايط کاری فرکانس بالا مورد انتظار است. به علاوه مطالعه ای در جهت ارائه مناسب ترين مقدار چگالی پالس و جريان خروجی جهت کسب بهبودی در کارآيی اينورتر در شرايط کاری فرکانس بالا انجام شده است. تحت اين شرايط و با تلفات ثابت ترانزيستورها، توان کلی خروجی اينورتر افزايش داشته که باعث بهبود چشمگیر هزينه مربوطه تولید کننده حرارت القايی بدون کاهش قابلیت اطمینان آن می شود. اينورتر های رزونانسی ، مدولاسییون چگیالی پالس، کلید زنی در ولتاژ صفر

مقدمه

   مبدل های رزونانسی به عنوان توپولوژی خاصی از مدارات الکترونیک قدرت دارای تلفات کلید زنی اندکی است و در نتیجه در فرکانس های کاری بالا بازه کاری خوبی دارد. همان گونه که گفته شدکار در فرکانس های بالا (چند صد کیلوهرتز) ابعاد مبدل را کاهش می دهد. در اين مبدل ها امکان کلید زنی در لحظه صفر
بودن ولتاژ و/يا صفر بودن جريان کلید مربوطه امکان پذير است که اين خود باعث تولید تداخلات الکترومغناطیسی کمتری درمدار می شود. تا به حال چندين نوع توپولوژی مبدل رزونانسی وجود دارد.

   برای مبدل هايی با بار رزونانسی دو نوع مبدل رزونانسی سری و مبدل رزونانسی موازی به  دلیل کمترين اجزای مداری بیشتر مورد توجه بوده اند. هر دو نوع است و فقط در نوع C و يک خازن L تنها نیازمند يک سلف اتصال متفاوت اند.

   روش سنتی کنترل توان اينورتر های رزونانسی در قسمت يکسو کننده (کنترل ولتاژ DC) و با تنظیم زاويه آتش تريستور امکان پذير است. در اين روش پل تريستوری به همراه يک خازن DC و راکتور را به عنوان منبع ولتاژ متغیر استفاده میکنند. اين روش مبدل را از نظر ابعاد و هزينه غیر اقتصادی می کند. لذا کنترل قسمت اينورتر که فرکانس کاری بالاتری دارد مد نظر قرار می گیرد. روش های کنترلی اين قسمت از مبدل تماما بر طريق هدپالس دهی به کلید ها استوار است که به قرار زير است:

   -کنترل فرکانس پالس

   -مدولاسیون عرض پالس
   -کنترل شیفت فاز پالس

   در عین حال اين روش های کنترل توان تلفات کلید زنی و نويز الکترومکانیکی را به علت عدم کلید زنی در لحظه صفر جريان، بالا می برند. برای صنايع عملیات حرارتی القايی اينورتر های تغذيه ولتاژی با با بار رزونانسی سری به طور وسیعی مورد استفاده است.

اطلاعات تکميلي