串联谐振和并联谐振中频电源优缺点比较

比较项目	SCR全桥并联谐振逆变中频电源	SCR半桥串联谐振逆变中频电源
输出电压波形	正弦波	矩形波
输出电流波形	矩形波	正弦波
感应线圈基波电压	逆变输出电压	逆变输出电压的Q倍
感应线圈基波电流	逆变输出电流的Q倍	逆变输出电流
电网侧功率因数	功率因数低，一般在0.3~0.85,因为整流时可控硅处于半开放状态，一般需加谐波治理和无功补偿装置	始终大于95% ,因为整流时可控硅处于全开放状态，不需要加谐波治理和无功补偿装置
谐波干扰	较高	谐波含量几乎没有
节能性	相对串联谐振电源能耗高	节能效果明显，理论上比并联谐振电源可节约22%
启动性	启动成功率达不到100%，尤其是设备在重载情况下难以启动，而且并联谐振电源是调压调功，通过调节电压来调整功率。	可实现100%启动，因为串联谐振电源采用的是调频调功，通过调整逆变的频率来改变功率，故启动性能好。
恒功率输出能力	冷料启动阶段输出功率较低；改进逆变控制后可接近恒功率运行，但控制技术简单	整个熔化过程中始终可以保持恒功率运行，控制复杂
工作频率范围	高至8000 Hz 主要用于感应熔化和保温	目前最高可达4000 kHz 适用于感应熔化和保温，也适用于透热和淬火
工作稳定性	故障率高	故障率低
器件过流容量和过流保护	过流容量小，保护电路简单	过流容量大，保护电路复杂， 技术要求高 。
配置电源变压器的余量要求	较大。变压器配置容量约为固体电源最大输出功率的1.25倍。	较小。变压器配置容量约为固体电源最大输出功率的1.1倍，可为使用单位节约变压器基本费用
电源功率共享可能性	不能	可以
设备价格	较低	串联系列的价格通常比并联系列高，因为槽路电流通过可控硅，滤波采用电容滤波。
备件价格	低	低
运行成本	运行成本较高	运行成本较低

串联中频感应熔炼炉特点

串联逆变中频感应熔炼炉(以下简称串联电路)主回路电路图。该种供电方式是l台电源可以同时向2台电炉馈电熔炼，亦可以1台炉子熔炼，另1台保温。以我公司生产的一拖二串联中频感应电炉为例，逆变部分是由2个半桥式逆变电路相串联。这种串联电路在使用过程中，整流电路一直处于全导通状态，所以功率因数≥0．95(整流输出电压Ud恒定不变)，串联电路功率输出是通过调节逆变导通角大小来控制的。

这里所指的功率因数是：COS￠=P／S

式中：P有功功率。S视在功率．￠——电路中电压与电流之间相位差。

并联中频感应熔炼炉的特点

并联电路中频感应电炉逆变部分为并联电路。这种并联电路在使用过程中，功率输出是通过调节整流导通角大小来控制的，整流电路一直处于被调节状态(整流输出电压处于不断的变化中)。并联电路的功率因数与整流导通角成正比例，当电炉打新炉衬烘炉或新开炉时，小功率输出时间较长，整流导通角前移很小，功率因数严重不达标。影响变压器的利用率，同时也严重影响生产率。当用大、小中频电源(并联电路)加换炉开关切换的方式时，存在换炉开关的工作电流过大、换炉开关的工作电流产生集肤效应(工作频率50Hz)以及切换频繁等问题．因而难以稳定工作。通常换炉开关的工作电流=中频电流×Q(品质因数系数为12)。

串联电路中频感应电炉的新特点：

概括起来,串联电路中频感应电炉大致有以下几个创新特点：

1)新型无功功率补偿变频技术的运用。负载串联谐振时，变频电源中的整流桥工作在全导通状态，系统功率因数>0．95。

2)功率控制与多供电分配技术的有机结合。(一台变压器)一套整流系统在额定范围内可将电能无级分配给多台逆变器，逆变器再根据工艺需要无级调功给感应电炉供电。

3)系统成套自动化程度高、优化组合功能完备。

4)节能效果显著

①采用并联逆变技术的变频电炉平均COS￠≥0．8，采用串联逆变技术其COS￠≥0．95，可节能10%。

②与其他电路相比，负载回路的电流要小10一12倍，可节约运行电耗3％。

③无需大容量滤波电抗器，又可节约电耗1％。

④每台感应熔炼炉由一组逆变器独立供电，无需安装大电流换炉开关切换，可节约电耗l％。

⑤串联逆变器，在运行功率特性曲线中，不存在功率凹角部分即功率损失部分，使之熔炼时间明显缩短，既增加产量又节省电耗，可节能7％

⑥上述5项共节能(电)22％。

国际应用情况分析

由于串联谐振中频感应电炉具有以上特点和优势，很适合于铸造行业使用，属于铸造行业熔炼设备的发展方向。目前国际上铸造行业并联电路的中频电炉产品已逐步被淘汰，国内新上项目中也很少使用。