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中頻電源的啟動性能是最重要的性能指標，它的好壞直接影響設備的品質和使用性能。因此，啟動問題一直是業內研究的重點和難點，人們采用各種方法改善啟動性能，如：充電啟動法、并聯啟動法、他激轉自激法、預充磁啟動法等，這些方法在一定程度上改善了啟動性能，但這些傳統的啟動方式還是存在線路復雜、成本較高、故障率高等缺點。為降低設備成本、優化和簡化設備結構，在工程實踐中摸索出了一種全新的啟動方式——零壓啟動。本文對其結構原理加以闡述。 1 零壓啟動裝置的結構和工作原理 1.1 零壓啟動裝置的結構 零壓啟動是一種全新的啟動方式，它沒有額外增加任何輔助裝置，線路簡潔，成本低，經長期生產實踐檢驗，其啟動性能非常優越。 圖1為逆變主電路的原理圖，L0是啟動磁環，TA是電流互感器，TV是電壓互感器，分別為反饋電路提供檢測電流和檢測電壓信號。 圖2為反饋電路的原理圖，T是隔離變壓器，RP是逆變角調整電位器，VDl～VD4是反并聯二極管。 1．2 零壓啟動的工作原理 零壓啟動是利用干擾信號使負載LC起振，產生自激振蕩，反饋電路捕捉自激信號，控制電路則對信號進行放大整形，輸出與負載振蕩頻率同步、相位相差180°的控制脈沖，控制逆變橋晶閘管。具體過程是：電路通電時，各種干擾信號通過RC吸收電路以及分布電容耦合至負載電路，撞擊負載LC使之產生自由振蕩，電流互感器TA、電壓互感器TV將振蕩電流和電壓信號傳遞至反饋電路，兩信號在反饋電路中疊加合成，之后送入逆變控制電路，控制電路產生信號脈沖控制逆變晶閘管。 零壓啟動的技術關鍵是如何捕捉微弱的自激信號。為此反饋電路采用了高變比(1：500)的電流互感器TA，并在電流反饋回路中串聯四只反并聯二極管VDl～VD4，當信號微弱時，二極管工作在非線性區域，從而可以獲得較高的輸出阻抗與隔離變壓器T匹配。在電源正常工作時，VDl～VD4又呈現較小的正向電阻，與反饋信號較強相均衡。T為高輸入／輸出電阻隔離變壓器，逆變觸發電路的輸入級為高輸入內阻、高靈敏度的集成放大電路。采取該技術措施后即便自激信號再微弱也能將其捕獲進行處理，形成逆變橋晶閘管所需的有效觸發信號，實現了用自激信號直接啟動電源的目的。 由于諧振回路等效電阻較小和補充能量的不足，在負載諧振電路產生有效自激信號的時間很短，加之對自激信號進行處理的電路有延時陛，因而在啟動瞬間不易捕捉到自激信號，容易造成逆變失敗。為此，在負載諧振回路設置一個啟動磁環L0，如圖l所示。其原理是：在負載回路振蕩期間，L0兩端必產生一個自感電動勢，該自感電動勢總是阻礙原來電流變化的。即在相同的啟動時間內減少了自激信號的衰減速度，使產生自激信號的周期數增加，為捕捉自激信號贏得了時間，提高了啟動的可靠性。另外，由于L0是磁環，只有在電流很小時才起作用，電源啟動后很快會磁飽和，不會對電源正常工作產生影響。 關于零壓啟動的原理業內有很多爭論，也有很多提法，一直沒有明確的說法和定論，本文認為零壓啟動的關鍵誘因就是干擾信號，啟動時干擾信號越強越容易啟動。電抗器LD有濾波作用，若將其短路則有助于啟動，而在其后直流電壓端(圖1中VT1至VT4間)并聯一電容將干擾信號濾除則很難啟動；若將逆變橋斜臂(VT1、VT3或VT2、VT4)短路，干擾波能順利越過逆變橋，很容易使電源啟動，特別是對并聯機非常有效，并聯機常常以此作為輔助啟動的手段。 2 性能比較 與其它啟動方式相比，零壓啟動具有無可比擬的優勢。首先是啟動平穩，零壓啟動是從零電壓開始逐漸啟動的，啟動過程沒有任何沖擊，特別是重載啟動優勢更為明顯；其次，線路結構簡單，基本沒有增加額外的輔助裝置，不像其他方式都有一套專門的啟動裝置；再次，元器件少、故障率低、成本低，容易檢修。 3 結論 零壓啟動是在長期的工程實踐中摸索出來的一種啟動方式，它大大簡化和優化了設備結構，一經出現便被各個廠家廣泛采用。但它卻一直沒有扎實可靠的理論依據，關于它的啟動機理也鮮見書刊文字，業內更是說法不一，沒有統一定論。本文對其原理做了初步探討，但愿能拋磚引玉。 |
