一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置制造方法及图纸

一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置，高频变压器的高频变压器磁芯中部设置高频变压器副边输出端，其上、下方设置高频变压器第一单元绕组、高频变压器第二单元绕组，两个单元绕组的右方分别设置第一单元功率输入端、第二单元功率输入端；两个功率输入端分别通过第一单元高频电流互感器、第二单元高频电流互感器，两个单元高频电流互感器右方分别设置信号连接线路；至少两组并联的信号连接线路与右方箱体的差值电流采样电路连接，差值电流采样电路右方设置故障信号输出端于控制装置连接。设计合理，电流互感，矢量采样，电流信号叠加，电路中形成故障时，保护电路准确、及时的启动。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多单元高频电源的保护，尤其是一种多单元高频电源的不平衡电 流保护电路装置。
技术介绍
在高频感应加热设备中，采用IGBT元件组成的串联逆变电路把直流电能转变成 高频交流电。根据用户需要，高频电源装置的输出功率一般在几十千瓦至数百千瓦。每四 只IGBT元件组成一个逆变桥，是高频电源装置的基本功率单元，一个基本单元的输出功率 受IGBT元件额定参数限制，如采用额定电流为600A的IGBT元件组成一个基本单元，输出 功率可达150KW。如果要求更大的输出功率，通常方法是采用两个或三个基本单元并联，组 合成多单元装置，使输出功率得以提高。多单元高频电源装置在高频变压器中并联，即每个单元的输出都接入高频变压器 中对应的一组原绕组，而副绕组是共用的一组。各原绕组紧密藕合，使各单元的电磁参数完 全相同，因而负荷均分。如果电路发生故障，其中一组基本单元停止工作，则工作单元将过载损毁。为此， 凡双单元高频电源装置，无一例外地都采用不平衡电流保护措施，检测各单元电流，当电流 不平衡时，立即自动停机。但实际运行时，电流不平衡引起的故障仍时有发生，而且大功率 的三单元装置至今还没有保护电路应用。当前应用的双单元高频电源装置电流不平衡保护电路缺陷分析，现有双单元装置 电流不平衡保护电路原理图见附图说明图1 ；图中标号B为高频变压器，L1、L2为分单元的变压器绕 组，Tl、T2为分单元高频电流互感器，标号D1、D2为采样电路。当两单元电流相等时，两组 采样电路的采样电压数值相等，方向相反，于是三级管Trl和Tr2都不具备导通条件；当两 单元电流不等时，两组采样电压值也出现差异，这时三级管Trl和Tr2的其中一只就具备导 通条件，输出故障信号，实施停机保护。在正常运行条件下，两单元电流偏差很小，保护电路不响应是正常的；电路可能 遇到的最严重故障是某一单元缺乏驱动信号而完全不工作，实践中也观察到此类现象出现 时，保护电路也没有响应。经分析，在一个单元停止工作时，正常单元通过高频变压器与故 障单元藕合，将高频电能由正常单元向故障单元传递，并通过反向二极管向滤波电容充电， 使电压升高。这时，故障单元电流与正常单元电流相等，只是相位相差180° ；由于采样电 路用二级管整流桥检测单元电流，是一种标量采样电路，并不能鉴别故障状态时电流的相 位改变，所以保护电路无效，兼于上述这些原因，需要改进电路的保护装置。
技术实现思路
卒技术为了解决上述的保护电路，检测故障单元电流不准确，起不到保护电 路的作用，通过合理的设计，提供一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置，准确的 检测故障单元电流、电源，在一个单元电路故障发生时，保护正常的单元。3卒技术为了实现的上述专利技术目的，采用如下的技术方案高频变压器中部设 置高频变压器磁芯，高频变压器磁芯中部设置高频变压器副边输出端；高频变压器磁芯上 方设置高频变压器第一单元绕组，高频变压器第一单元绕组右方设置第一单元功率输入 端；高频变压器磁芯下方设置高频变压器第二单元绕组，高频变压器第二单元绕组右方设 置第二单元功率输入端；高频变压器右方设置互感器装置的箱体，箱体中设置差值电流采 样电路，差值电流采样电路左方设置信号连接线路，信号连接线路左方设置第二单元高频 电流互感器；第二单元功率输入端的其中一条线路通过第二单元高频电流互感器；高频变 压器第一单元绕组右方的第一单元功率输入端其中一条线路通过第一单元高频电流互感 器，第一单元高频电流互感器右方设置信号连接线路，至少两组的信号连接线路与第二单 元高频电流互感器右方的信号连接线路中部并联；并联的信号连接线路与右方箱体中的差 值电流采样电路连接；差值电流采样电路右方设置故障信号输出端，故障信号输出端连接 控制装置。矢量采样方法的保护电路是针对原有电路缺陷设计的创新电路，具有可靠的不平 衡电流检测和保护功能。所谓矢量采样方法，是用高频电流互感器的测量绕组反向连接后 直接测量各单元电流的差值，这种测量方法对电流相位的变化非常敏感。在双单元电路中，检测两个单元电流的高频电流互感器反极性并联，再接入电流 采样电路。该接线方式相当于恒定电流源并联工作状态，输出电流为双单元电流之差。装置 正常工作时，两单元电流相等，方向相同，因此输出的高频电流不平衡分量为零；如果双单 元参数发生差异，两单元电流只是数值不同，方向未改变，则输出电流为双单元电流之差， 当差值达到8%时，电路即可实现保护功能；如果故障单元停止工作，正常单元通过高频变 压器与故障单元藕合，将高频电能由正常单元向故障单元传输时，故障单元的电流方向与 正常单元相反，则两组高频电流互感器采样的电流叠加后在采样电路中形成很大的故障信 号，可使保护电路立刻动作。在三单元电路中，三个单元的高频电流互感器均并联连接。但三只电流互感器中， 两只参数相同，按同级性并联接线，另一只输出电流参数是前两只的总和，即一只的两倍， 以反极性方式与前两只并联。按图2b接线方式，第一、二单元电流互感器参数相同，为正极 性并联接线；第三单元电流互感器输出电流是前者的两倍，与前两只反极性并联。如第一、 二单元电流互感器副边匝数为1000匝，则第三单元电流互感器副边匝数为500匝。装置正 常工作时，三单元电流相等，但由于其中一单元的检测值是其它单元的两倍，因此按接线方 式互相抵消，输出的高频电流不平衡分量为零；如果三单元中电流参数发生差异，方向未改 变，则输出电流为三单元电流之差，当差值达一定值时，电路即可实现保护功能；如果一个 单元停止工作，出现上述电流反向的情况，则高频电流互感器采样的电流同样叠加后在采 样电路中形成很大的故障信号，使保护电路迅速动作。本技术应用于不平衡电流保护电路已用于本公司生产的双单元和三单元高 频电源装置中。有益效果设计合理，电流互感，矢量采样，电流信号叠加，电路中形成故障时，保 护电路准确、及时的启动。以下结合附图对本技术作进一步说明。图1是，一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置的原理示意图。图1中，故障信号输出端1、第一单元功率输入端2. 1、第二单元功率输入端2. 2、高 频变压器副边输出端3、高频变压器磁芯4、高频变压器第一单元绕组5. 1、高频变压器第二 单元绕组5. 2、第一单元高频电流互感器6. 1、第二单元高频电流互感器6. 2、差值电流采样 电路7。具体实施方式如图1所示，高频变压器中部设置高频变压器磁芯4，高频变压器磁芯4中部设 置高频变压器副边输出端3 ；高频变压器磁芯4上方设置高频变压器第一单元绕组5. 1，高 频变压器第一单元绕组5. 1右方设置第一单元功率输入端2. 1 ；高频变压器磁芯4下方设 置高频变压器第二单元绕组5. 2，高频变压器第二单元绕组5. 2右方设置第二单元功率输 入端2. 2 ；高频变压器右方设置互感器装置的箱体，箱体中设置差值电流采样电路7，差值 电流采样电路7左方设置信号连接线路，信号连接线路左方设置第二单元高频电流互感器 6. 2 ；第二单元功率输入端2. 2的其中一条线路通过第二单元高频电流互感器6. 2 ；高频变 压器第一单元绕组5. 1右方的第一单元功率输入端2. 1其中一条线路通过第一单元高频电 流互感器6. 1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多单元高频电源的不平衡电流保护电路装置，是由，故障信号输出端（１）、第一单元功率输入端（２．１）、第二单元功率输入端（２．２）、高频变压器副边输出端（３）、高频变压器磁芯（４）、高频变压器第一单元绕组（５．１）、高频变压器第二单元绕组（５．２）、第一单元高频电流互感器（６．１）、第二单元高频电流互感器（６．２）、差值电流采样电路（７）构成；其特征在于：高频变压器中部设置高频变压器磁芯（４），高频变压器磁芯（４）中部设置高频变压器副边输出端（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严家伦，
申请(专利权)人：洛阳用功高频感应加热设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41