448

448 10. ZASTOSOWANIA UKŁADÓW PRZEKSZTAŁTNIKOWYCH

Na rysunku 10.31 przedstawiono schemat układu nagrzewnicy indukcyjnej z falownikiem napięcia komutowanym przez odbiornik o rezonansie szeregowym, o częstotliwości wyjściowej 10 kHz, mocy wyjściowej 200 kW i napięciu uzwojenia wtórnego transformatora 1000 V [57]. W falowniku napięcia zastosowano tyrystory asymetryczne 7j-T₄ o małych czasach wyłączania (12 ps). W celu ograniczenia stromości narastania prądów tyrystorów włączono dławiki L_n z rdzeniami ferrytowymi. Rysunek 10.32 ilustruje idealizowane przebiegi czasowe napięć i prądów wejściowych i wyjściowych falownika.

Rys. 10.32. Przebiegi czasowe napięć i prądów w układzie z rys. 10.31

Pośredniczący obwód napięciowy przekształtnika z filtrem L_d-C_d jest zasilany z półsterowanego prostownika trójfazowego (7]-T₃ i D_l-D₂), dołączonego do trójfazowej linii niskiego (rys. 10.31) napięcia. Prostownik jest chroniony przed przepięciami występującymi w linii zasilającej oraz przed zwarciami zewnętrznymi. Układ ochrony przepięciowej jest złożony z diod D₄-D₆, kondensatora C₁ oraz oporników R₂ i R_v Opornik R₂ służy do ograniczenia stromości narastania prądu w kondensatorze C_u a opornik R_l służy do rozładowania kondensatora C_t (stała czasowa CjRj jest nieco większa od okresu napięcia zasilania). W układzie ochrony przeciwzwarciowej zastosowano kondensator C, ładowany z pomocniczego zasilacza ZP o dużej impedancji wyjściowej, oraz tyrystor r₄. W przypadku zwarcia zostaje załączony tyrystor T₄ i kondensator C przejmuje przewodzenie prądu zwarciowego, powodując wyłączenie tyrystorów prostownika. Po rozładowaniu kondensatora obwód prądu zwarciowego zamyka się przez diodę D₀.

Posługując się rysunkiem 10.32 można wyznaczyć moc odbiornika. W przybliżeniu moc wyjściowa P₀ = 0,5P_oi[cos/ł + cos(/? —/i)], przy czym f = <x>₀t_q oznacza kąt wyprzedzenia fali prądu względem fali napięcia odbiornika; p oznacza kąt komutacji; P_oi = (2/n) I_om U_d oznacza teoretycznie możliwą maksymalną moc odbiornika.

W celu uzyskiwania możliwie maksymalnej mocy odbiornika stosuje się regulację kąta (i w zależności od prądu odbiornika. W układzie sterowania falownika stosuje się ponadto regulator symetrii magnesowania transformatora. Regulator ten o działaniu całkującym umożliwia uzyskanie jednakowych szczytowych wartości prądu magnesującego transformatora w obu półfalach napięcia wyjściowego.