中頻感應(yīng)加熱爐設(shè)備又稱固態(tài)中頻加熱電源是用電力半導(dǎo)體元器件組成的一種靜止變頻電源，它有兩種方式：交一直一交變頻和交一交變頻。本節(jié)內(nèi)容只涉及前一種，它是熔爐最普遍采用的一種中頻加熱電源。

與傳統(tǒng)的中頻加熱電源發(fā)電機(jī)組相比，中頻加熱電源具有效率較高、可變頻、噪聲低、體積小、重量輕、安裝簡便、操作維修容易等優(yōu)點(diǎn)。

與工頻感應(yīng)爐相比，中頻感應(yīng)電爐在操作靈活性和經(jīng)濟(jì)性方面有顯著的優(yōu)勢(shì)。主要表現(xiàn)在以下幾方面。

①功率密度大，熔化率和熱效率較高。

②電爐可倒空，不需要?dú)埩羝鹑垡?，便于更換金屬品種。

③潮濕或者帶油污的爐料不必進(jìn)行干燥處理，可直接裝入爐內(nèi)起熔。

④可自動(dòng)變頻適應(yīng)爐料參數(shù)的變化，不需要像工頻感應(yīng)爐那樣要用接觸器投切電容以補(bǔ)償功率因數(shù)。

⑤在同等生產(chǎn)率時(shí)，中頻感應(yīng)爐爐體的體積小，因而熱損失和爐襯熱應(yīng)力也小，爐襯使用壽命延長。

⑥不需要容易故障的調(diào)壓開關(guān)，減少維修工作量。

⑦不需要三相平衡裝置。

⑧占地面積小，土建工程和安裝費(fèi)少。

中頻加熱電源也有某些缺點(diǎn)，大功率中頻電源產(chǎn)生的諧波和噪聲會(huì)干擾電網(wǎng)和環(huán)境，必須采取措施解決。

按采用的濾波器不同，中頻電源可分為電流型和電壓型。電流型采用直流平波電抗器濾波，可獲得較平直的直流電流，負(fù)載電流為矩形波，負(fù)載電壓近似正弦波；電壓型采用電容器濾波，可獲得較平直的直流電壓，負(fù)載兩端電壓為矩形波，負(fù)載電流近似正弦波。

按負(fù)載諧振方式分，中頻電源可分為并聯(lián)諧振式、串聯(lián)諧振式按負(fù)載諧振方式分，中頻電源電流型常用于并聯(lián)和串并聯(lián)諧振逆變電路，電壓型則大多用于串聯(lián)諧振逆變電路。

并聯(lián)諧振中頻加熱電源

并聯(lián)諧振式中頻電源是國內(nèi)較早應(yīng)用的中頻電源，它是將三相工頻交流電能轉(zhuǎn)為單相中頻電能的變頻裝置。優(yōu)點(diǎn)是負(fù)載適應(yīng)能力較強(qiáng)，可以作為感應(yīng)透熱、熔煉、淬火及其他感應(yīng)加熱設(shè)備的供電電源。

并聯(lián)諧振中頻電源的主電路原理主要由隔離開關(guān)(DK)、交流接觸器（或電動(dòng)空開KM)，進(jìn)線電感(Ll-L3)，快速熔斷器(FU)，整流器(VTl-VT6)，平波電抗器(LF)，逆變器(VT7-VT10)，并聯(lián)負(fù)載(L，C)組成。整流器是將三相工頻交流電轉(zhuǎn)成直流，平波電抗器是為了濾除整流電流波紋，并在整流器和逆變器之間隔離不同的波紋電壓，逆變器將直流再變?yōu)閱蜗嘀蓄l交流電，由感應(yīng)器和補(bǔ)償電容組成的并聯(lián)諧振負(fù)載，可較好的適應(yīng)加熱過程中負(fù)載性質(zhì)的變化。

(1)三相橋式全控整流電路 并聯(lián)諧振中頻電源的整流電路都采用三相橋式全控整流電路。由于平波電抗器的電感量L較大，負(fù)載屬于電感性負(fù)載。因此整流輸出的負(fù)載電流連續(xù)且為一條直線。當(dāng)a≤60°時(shí)，整流電路的輸出波形與阻性負(fù)載時(shí)相同，導(dǎo)通規(guī)律與阻性負(fù)載時(shí)也相同。當(dāng)a>60°時(shí)，由于電感L 的作用，在電源電壓過零后晶閘管仍然導(dǎo)通，直到下一個(gè)晶閘管觸發(fā)被導(dǎo)通為止，這樣整流器輸出電壓的波形中出現(xiàn)了負(fù)面積，但整流器輸出電流仍為一水平線。當(dāng)控制角增大到90。時(shí)，輸出電壓波形中的正、負(fù)面積相等，則輸出電壓的平均值Ud=0。當(dāng)a>90。時(shí)，整流電路工作在有源逆變工作狀態(tài)。中頻電源的整流電路移相范圍為0°~150°。

(2)逆變電路  并聯(lián)逆變電路原理圖負(fù)載電路中的電容器C與感應(yīng)器線圈L并聯(lián)，換流是基于并聯(lián)諧犏的原理，此稱為并聯(lián)諧振逆變電路。由晶閘管全控整流電路提供的直流電壓Ud連續(xù)可調(diào)，并聯(lián)逆變電路將直流電逆變?yōu)橹蓄l交流電供給負(fù)載。直流側(cè)串有濾波大電感LF，因此屬于電流型逆變器。因工作頻率比較高，故逆變電路4個(gè)橋壁的晶閘管采用快速晶閘管。L7~LlO為逆變晶閘管的換相電感，用于限制晶閘管換相時(shí)的電流上升率di/dt。

(3)大功率雙整流電源  當(dāng)熔煉爐的功率較大時(shí)，為了消除諧波干擾，常采用雙整流即12脈波整流電路。其整流電路和逆變電路的工作原理與并聯(lián)諧振式完全相同，它要解決的主要問題是兩整流電流的平衡問題。同時(shí)也要求整流變壓器副邊兩繞組的相位要錯(cuò)開30°。