中频炉工作原理及谐波治理
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- 发布时间:2017-03-10
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中频炉工作原理及谐波治理近 年来 ,公 用 电网 中 的谐波 电流和谐 波 电压 成
为对 电 网环境 最 严重 的- 种 污染 。谐 波能使 电能的
传输 和 利用 的效 率 降低, 电容 器等 设 备烧毁 , 继 电
保护 和 自动 装置误 动 作, 使 电能计 量 出现混 乱 ,对
通信 设 备和 电子 设备 会产 生严 重 干扰 等, 造成 十分
严重 的 危害 。电 力 电子 装置是 公 用 电网 中最 主要 的
谐波 源 ,如何 降 低 电力 电子设 备 对 电能质量 的影 响
成 了供 电部 门治 理谐 波 的主 要着 力点 。本 文结 合 中
频炉 的 工作原 理 及其 谐波 治理 措施 进 行讨论 , 并提
出 了 解 决 方 法 , 现 介 绍 如 下 。
1中频炉工作原理
1 . 1 中频炉 电气原理
图 1为 国内较 多采用 的- 种 中频 电源 装置 的 主
电路, 图 2为其 电路 及 波形 图 。
K P , , f - ;
Al
l
。c B
蜒 C
-
w
f K K 3. j E 3
图 1 中频 电源 主 电路
图 2 交 -直 -交变换
电 网提供 工频 电源 , 经 整流 滤 波 后 变成 直流 ,
再 通过 逆 变器转 换成 负载所 需频 率 的 中频 交流 。滤
波电抗 器 ( L )除 滤波外 ,还 起 着整流 桥与逆 变桥
收稿 日期 :2 0 0 5 - 1 1 - 2 8
之 间 的交流 隔离 和 限制短 路 时故 障 电流上 升速率 和
峰值 的作 用。在并联逆 变器 中, 由感应线 圈( L ) 和炉
料 ( R ) 组成 的负载 与 中频 电容( c ) 并联 ,工作 于接近
谐 振 的状 态。 因此 中频 感应 电源 设备 为 电炉提供 中
频 大 电流, 使 得 熔炼 炉 具 备 了 良好 的加 热功 能 。
1 . 2谐 波分析
中频炉 谐波 主 要 由三相 整 流 电路交 流三 相 和直
流 电 流不 断地换 相 引起 的, 在假 定理 想条 件下 ,确
定 其 交流侧 电流 表达 式 ,对其 进 行傅里 叶 分解 , 以
A 相 电压过 零 点 为时 间零 点, 则有 :
f 2 √ 3 / 丌 [ s i n ( w f ~ ) - l / 5 s i n 5 ( w t - ) - 1 / 7 ( ( w t -
1 / 1 1 s i n l 1 ( w t - l / 1 3 s i n ( w t -5 ) - 1 / 1 7 s i n ( w t -
) 1 / 1 9 ( w t - ) ( 1 )
由式 ( 1 )可知 ,交流侧 电流 中仅含 6 k 4 - l( k
为正 整数 )次谐 波 ,各 次谐 波有 效值 与谐 波次 数成
反 比 ,且 与基 波 有效 值 的 比值 为谐波 次 数 的倒 数 。
三相 桥 式整流 波 形和 频 谱如 图 3 。
以上讨 论 的是 整 流变压 器 二 次侧 电流 , 即 阀侧
的线 电流 。至 于 整流 变压器 - 次侧 的线 电流 ,其 波
。 I 。
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