[實用新型]一種多單元高頻電源的不平衡電流保護電路裝置

無效

• 申請號: 201020560046.6
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN201877791U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 嚴家倫
• 申請（專利權）人: 洛陽用功高頻感應加熱設備有限公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及多單元高頻電源的保護，尤其是一種多單元高頻電源的不平衡電流保護電路裝置。

背景技術

在高頻感應加熱設備中，采用IGBT元件組成的串聯逆變電路把直流電能轉變成高頻交流電。根據用戶需要，高頻電源裝置的輸出功率一般在幾十千瓦至數百千瓦。每四只IGBT元件組成一個逆變橋，是高頻電源裝置的基本功率單元，一個基本單元的輸出功率受IGBT元件額定參數限制，如采用額定電流為600A的IGBT元件組成一個基本單元，輸出功率可達150KW。如果要求更大的輸出功率，通常方法是采用兩個或三個基本單元并聯，組合成多單元裝置，使輸出功率得以提高。

多單元高頻電源裝置在高頻變壓器中并聯，即每個單元的輸出都接入高頻變壓器中對應的一組原繞組，而副繞組是共用的一組。各原繞組緊密藕合，使各單元的電磁參數完全相同，因而負荷均分。

如果電路發生故障，其中一組基本單元停止工作，則工作單元將過載損毀。為此，凡雙單元高頻電源裝置，無一例外地都采用不平衡電流保護措施，檢測各單元電流，當電流不平衡時，立即自動停機。但實際運行時，電流不平衡引起的故障仍時有發生，而且大功率的三單元裝置至今還沒有保護電路應用。

當前應用的雙單元高頻電源裝置電流不平衡保護電路缺陷分析，現有雙單元裝置電流不平衡保護電路原理圖見圖1；圖中標號B為高頻變壓器，L1、L2為分單元的變壓器繞組，T1、T2為分單元高頻電流互感器，標號D1、D2為采樣電路。當兩單元電流相等時，兩組采樣電路的采樣電壓數值相等，方向相反，于是三級管Tr1和Tr2都不具備導通條件；當兩單元電流不等時，兩組采樣電壓值也出現差異，這時三級管Tr1和Tr2的其中一只就具備導通條件，輸出故障信號，實施停機保護。

在正常運行條件下，兩單元電流偏差很小，保護電路不響應是正常的；電路可能遇到的最嚴重故障是某一單元缺乏驅動信號而完全不工作，實踐中也觀察到此類現象出現時，保護電路也沒有響應。經分析，在一個單元停止工作時，正常單元通過高頻變壓器與故障單元藕合，將高頻電能由正常單元向故障單元傳遞，并通過反向二極管向濾波電容充電，使電壓升高。這時，故障單元電流與正常單元電流相等，只是相位相差180°；由于采樣電路用二級管整流橋檢測單元電流，是一種標量采樣電路，并不能鑒別故障狀態時電流的相位改變，所以保護電路無效，兼于上述這些原因，需要改進電路的保護裝置。

實用新型內容

夲實用新型為了解決上述的保護電路，檢測故障單元電流不準確，起不到保護電路的作用，通過合理的設計，提供一種多單元高頻電源的不平衡電流保護電路裝置，準確的檢測故障單元電流、電源，在一個單元電路故障發生時，保護正常的單元。

夲實用新型為了實現的上述發明目的，采用如下的技術方案：高頻變壓器中部設置高頻變壓器磁芯，高頻變壓器磁芯中部設置高頻變壓器副邊輸出端；高頻變壓器磁芯上方設置高頻變壓器第一單元繞組，高頻變壓器第一單元繞組右方設置第一單元功率輸入端；高頻變壓器磁芯下方設置高頻變壓器第二單元繞組，高頻變壓器第二單元繞組右方設置第二單元功率輸入端；高頻變壓器右方設置互感器裝置的箱體，箱體中設置差值電流采樣電路，差值電流采樣電路左方設置信號連接線路，信號連接線路左方設置第二單元高頻電流互感器；第二單元功率輸入端的其中一條線路通過第二單元高頻電流互感器；高頻變壓器第一單元繞組右方的第一單元功率輸入端其中一條線路通過第一單元高頻電流互感器，第一單元高頻電流互感器右方設置信號連接線路，至少兩組的信號連接線路與第二單元高頻電流互感器右方的信號連接線路中部并聯；并聯的信號連接線路與右方箱體中的差值電流采樣電路連接；差值電流采樣電路右方設置故障信號輸出端，故障信號輸出端連接控制裝置。

矢量采樣方法的保護電路是針對原有電路缺陷設計的創新電路，具有可靠的不平衡電流檢測和保護功能。所謂矢量采樣方法，是用高頻電流互感器的測量繞組反向連接后直接測量各單元電流的差值，這種測量方法對電流相位的變化非常敏感。