(文章來源:江信電磁)
要深入了解和解答這個問半橋和全橋之戰(zhàn)問題,必須要先了解一下什幺是電磁感應(yīng)定律?電磁感應(yīng)定律最早源自丹麥科學(xué)家奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)電磁效應(yīng)之后,有許多物理學(xué)家便試圖尋找電磁效應(yīng)的逆效應(yīng),即磁能否產(chǎn)生電?后來,許多科學(xué)家都試圖尋找這個問題的答案,但都未成功。
直到1831年,英國物理學(xué)家法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個線圈,其一為閉合回路,在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針,另一與電池組相連,接開關(guān),形成有電源的閉合回路。實驗發(fā)現(xiàn),合上開關(guān),磁針偏轉(zhuǎn);切斷開關(guān),磁針反向偏轉(zhuǎn),這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識到,這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個實驗,把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5 類:變化的電流 ,變化的磁場,運動的恒定電流,運動的磁鐵,在磁場中運動的導(dǎo)體,并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。
電磁感應(yīng)定律,生產(chǎn)的條件:電路是閉合且流通的。穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動(切割磁感線運動就是為了保證閉合電路的磁通量發(fā)生改變)(只能部分切割,全部切割無效)(如果缺少一個條件,就不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生)。。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的微觀解釋:電路的一部分在做切割磁感線運動時,相當于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場中作不沿磁感線方向的運動,故自由電子會受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體內(nèi)定向移動,若電路的一部分處在閉合回路中就會形成感應(yīng)電流,若不是閉合回路,兩端就會積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中之所以強調(diào)閉合電路的“一部分導(dǎo)體”,是因為當整個閉合電路切割磁感線時,左右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別為逆時針和順時針,對于整個電路來講電流抵消了。電磁感應(yīng)中的能量關(guān)系:電磁感應(yīng)是一個能量轉(zhuǎn)換過程,例如可以將重力勢能,動能等轉(zhuǎn)化為電能,熱能等。
實現(xiàn)感應(yīng)加熱的主電路方法:根據(jù)感應(yīng)加熱的主電路可區(qū)分為半橋和全橋兩種不同的結(jié)構(gòu),有些人以為是半橋是比全橋差,這個是對電路的理解不同導(dǎo)致的,半橋和全橋是指主電路組成結(jié)構(gòu),并不是指品質(zhì)的好壞,就好比摩托車和汽車,摩托車2個輪,汽車4個輪,這僅僅是兩種車的結(jié)構(gòu)不同,所有汽車并不都比摩托車好,也有很多摩托車比汽車好用得多!半橋的實現(xiàn)方法如下圖:
左邊的C1和和C2下下結(jié)構(gòu)組成“諧振電容”,右邊T1和T2是IGBT高速開關(guān)管。L為線圈,R為線圈的內(nèi)阻,電流上半周經(jīng)過C1,L,T2。L的電流方向從左到右;電流下半周經(jīng)過T1,L, C2。L的電流方向從右到左;在IGBT上下橋輪流開通作用下,線圈在一個周期之內(nèi)電經(jīng)過兩個來回,從而變成交流,L則生產(chǎn)交變磁場。兩個IGBT開關(guān)管在高速輪流工作,不能同時工作,否則主回路就直接短路,這種方式就是叫“半橋結(jié)構(gòu)”。一般用于些電流不大的小功率感應(yīng)加熱產(chǎn)品中。比如15kW以內(nèi)比較安全,用于實現(xiàn)半橋的控制方法一般為調(diào)頻,或調(diào)寬的方法來實現(xiàn)。
若是想把功率做得更大些,顯然,半橋這種結(jié)構(gòu),已經(jīng)不合適,必須減少IGBT的電流,來提高功率。把半橋左邊的諧振電容更改為IGBT開關(guān)管,把這個諧振電容和L串聯(lián),就可以構(gòu)成全橋電路結(jié)構(gòu),如下圖:
工作塬理分析:上半周期T1——L——C——T3;下半周期: T4——C——L——T2。L兩端的電壓是半橋的兩倍,因此,獲得到的功率是同電壓的4倍。所以。為什幺大功率的都是采用全橋結(jié)構(gòu)就是這個塬因。實現(xiàn)全橋控制的電路方法,通常有移相、調(diào)頻、調(diào)寬、脈沖密度調(diào)節(jié)等等控制方法。
全橋和半橋的感應(yīng)加效果對比:半橋電感量較小,加熱面積較小,但加熱相同面積的功率密度比較大;全橋電感量較大,加熱面積較大,但加熱相同面積的功率密度比較小。具體選擇什幺結(jié)構(gòu)加熱,要看用戶的加熱負載面積,以太加熱功率密度大小來決定。
(責任編輯:fqj)
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