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设计一台感应加热（透热）的中频电源，技术指标如下：额定输入电压：AC380V，额定输出功率：100KW标称中频频率：1-4KHZ额定输出电压：700V额定直流电流：220A一. 逆变部分1. 晶闸管额定参数选择： 由已知参数得：P额输=100KW， U额输=700V据公式 P=UI 得 I额输=U额输P额输=700100000A≈142.86A 即晶闸管通过电流有效值： Ivt=I额定=142.86A据公式：I=2∏ITa=1.57 ITa 得ITa=1.57I （2-1）根据晶闸管实际通过电流的有效值。并参考有（1.5-2）倍的安全裕量，故晶闸管电流定额按下式计算： ITa= (1.5-2) 1.57IVT （2-2） ITa—晶闸管通过平均电流 IVT—晶闸管通过电流的有效值 （1.5-2）—安全裕量晶闸管通态平均电流为： ITa=（1.5-2）1.57IVT=（1.5-2）*1.57142.86=（136.49-181.99）A 晶闸管受到最大正反向电压是相等的，它应等于负载电压的峰值，即 UPM=URM=[图片]Va （2-3） 晶闸管正.反向重复峰值电压为 根据公式2-3 得 VM=[图片]V=1.414*700=989.8V由于晶闸管承受瞬间过电压能力较差，因此选择晶闸管额定电压时，应留有充分的安全裕量，可按下式计算选择： V=（2-3）Vm （2-4） Vm—晶闸管实际承受的（断壳或反向）重复最大电压 （2-3）—安全裕量晶闸管电压定额应取为： Ve=（2-3）Vm =（2-3）*989.8V =（1979.6-2969.4）V可选用KK200A/2500V型晶闸管2.负载补偿电容的计算3.电容提供的无功功率： Qc=Pa（Q+tgφ） =100*[（2-4）+tg36°] =100*[（2-4）+0.727] =272.7-472.7 Kvar式中： Pa —装置有功功率（KW） φ—负载功率因数角，通常COSφ≥0.8，则φ≤37°，这里取φ=36° Q—感应器的品质因数，在中频装置中，感应器总是输出较大的有功功率，所以Q值一般都不高，例如配100KW，1000HZ装置的熔炼感应器，即Q≈2-4，本中频装置中透热感应器，即Q≈2-4。由公式Qc=U2c/ωC1= U2cωC=2∏ƒc U2c 得电容的容量为： C=2∏ƒcU2cQc = [图片] =3.08-12.31272.4-472.7 =(22.15-153.47) μƒ 式中: Qc—电容提供的无功功率 (KVAR) Vc—电容的电压 (Kv) ƒ—频率 (KHZ)3. 滤波电抗器 三相气控桥整流电压Ud最低次谐波为元次,以后各次谐波均为六的倍数,即n=6,12,18,24………下图表示为在不同а角时6.12.18次谐波的幅值。[图片]不同а角时整流电压中6次12次18次谐波振幅度 图2-1-1 作为并联逆变式的中频装置中，必须采用电感滤波，它主要是抑制电流中的谐波，因为电流中的谐波成分过大导致逆变器无法工作。 为了计算电流中的谐波，可以把逆变器用一等效值流电阻Rd取代，这样Rd与滤波电感Ld就成了整流器的负荷，则整流电流中的各次谐波有效值可按下式求得，（忽略滤波电感本身的绕组电组）： In= [图片] （2-7）式中 为几次谐波的幅值，可以从图2-1-1中求得，通常为谋求良好的滤波效果，总是使（nwLd>>Rd）故式2-7还可以简化为： In≈[图片] 2-8 在此，电流谐波次数和电压谐波一样，也仅有n=6.12.18.24……故总的电流谐波有效值为: IΣr= [图片] = [图片] [图片] 2-9电流脉动系数S为最低次谐波的幅度[图片]I6与本均值Id之比,即: S= [图片] 2-10 根据给定的电流脉动系数指标S,即可以计算出所需的滤波电感Id只需将式子2-10代入式子2-8得Ld= [图片] 2-11为了保证中频装置在低功率时也能正常工作，式2-11中Id应为某一个低电流（例如Id为5%额定电流），这时相应的整流晶闸管的控制角а必然比较大，它可由下式求得：а=COS-11.35VIdRd (2-12)式中 V—三相进线电压有效值 Rd—逆变器等效直流电阻式子2-11中U6M应为同一а时的6次谐波幅值，这时的U6M数值比较大，因而它所引起的6次谐波电流I6也大，在这种情况下要使中频装置能正常工作，则必须选取合理的脉动系数S，以保证必须的滤波效果，按最低要求说，这时电流还必须连续，即如图2-1-2中所示，6次谐波电流幅值[图片]I6应小于Id，即式2-10中S