Por redukti la pulsan kurentan poluon kaŭzitan de la mezfrekvenca forno, Ĉinio adoptis plurpulsan rektifigan teknologion, kaj evoluigis plurajn mezfrekvencajn fornojn kiel ekzemple 6-pulsaj, 12-pulsaj kaj 24-pulsaj mezfrekvencaj fornoj, sed ĉar la kosto de ĉi-lasta estas relative alta Alta, multaj ferfaraj kompanioj ankoraŭ fandas metalajn materialojn en 6-pulsaj mezfrekvencaj fornoj, kaj la problemo de pulsflua media poluado ne povas esti ignorita.Nuntempe, ekzistas ĉefe du specoj de administradskemoj por frekvencaj fornaj harmonoj: unu estas la administra skemo de krizhelpo, kiu estas unu el la metodoj por forigi la nunajn harmoniajn problemojn, kaj estas preventa mezuro por malhelpi la harmonojn de mezaj. frekvencaj induktaj fornoj.Kvankam la dua metodo povas trakti la ĉiam pli gravan problemon de harmonia media poluado en multaj manieroj, por la mezfrekvencaj induktofornoj nuntempe uzataj, nur la unua metodo povas esti uzata por kompensi la rezultajn harmonojn.Ĉi tiu artikolo diskutas la principon de IF-forno kaj ĝiaj harmoniaj kontrolaj mezuroj, kaj proponas aktivan potencan filtrilon (APF) por kompensi kaj kontroli la harmonojn en malsamaj stadioj de 6-pulsa IF-forno.
Elektra principo de meza ofteco forno.
La mezfrekvenca forno estas rapida kaj stabila metala hejta aparato, kaj ĝia kerna ekipaĵo estas meza ofteco elektroprovizo.La nutrado de la mezfrekvenca forno kutime adoptas la metodon de konvertiĝo AC-DC-AC, kaj la eniga potenca frekvenca alterna kurento estas eligita kiel meza frekvenca alterna kurento, kaj la frekvenca ŝanĝo ne estas limigita de la ofteco de la elektra reto.La cirkvitoblokdiagramo estas montrita en Figuro 1:
En Figuro 1, la ĉefa funkcio de parto de la invetcirkvito estas konverti la trifazan komercan AC-fluon de la elektra transsendo kaj distribua provizanto en AC-fluon, inkluzive de la elektroprovizocirkvito de la elektrotranssendo kaj distribua provizanto, ponta rektifilo. cirkvito, filtrila cirkvito kaj rektifilo kontrola cirkvito.La ĉefa funkcio de la invetila parto estas konverti la AC-fluon en unufazan altfrekvencan AC-kurrenton (50~10000Hz), inkluzive de la invetila elektra cirkvito, ekfunkciiga cirkvito kaj ŝarĝa potenca cirkvito.Fine, la unufaza mezfrekvenca alterna kurento en la indukta bobeno en la forno generas mezfrekvencan alternan magnetan kampon, kiu igas la ŝargon en la forno generi induktan elektromovan forton, generas grandan kirlofluon en la ŝargo, kaj varmigas la ŝargon por fandi.
Harmonia Analizo
La harmonoj injektitaj en la elektroreton per la meza frekvenca elektroprovizo ĉefe okazas en la rektifila aparato.Ĉi tie ni prenas la trifazan ses-pulsan plenkontrolan pontan rektifilon kiel ekzemplon por analizi la enhavon de la harmonoj.Neglektante la tutan fazan transigan procezon kaj aktualan pulsadon de la tiristora inversila cirkvito de la trifaza produkto-liberiga ĉeno, supozante, ke la AC-flanka reaktanco estas nula kaj la AC-induktanco estas senfina, uzante la Fourier-analizan metodon, la negativa kaj pozitiva duono. -ondaj fluoj povas esti La centro de la cirklo estas uzata kiel la nula tempopunkto, kaj la formulo estas derivita por kalkuli la a-fazan tension de la AC-flanko.
En la formulo: Id estas la averaĝa valoro de la DC-flanka fluo de la rektifilcirkvito.
Oni povas vidi el la supra formulo, ke por 6-pulsa mezfrekvenca forno, ĝi povas generi grandan nombron da 5-a, 7-a, 1-a, 13-a, 17-a, 19-a kaj aliaj harmonoj, kiuj povas esti resumitaj kiel 6k ± 1 (k). estas pozitiva Entjero) harmonoj, la efika valoro de ĉiu harmoniko estas inverse proporcia al la harmonia ordo, kaj la rilatumo al la fundamenta efika valoro estas la reciproko de la harmonia ordo.
Mezfrekvenca forna cirkvitostrukturo.
Laŭ la malsamaj DC-energia stokado-komponentoj, mezfrekvencaj fornoj ĝenerale povas esti dividitaj en nunajn tipojn mezfrekvencajn fornojn kaj tensiajn tipojn mezfrekvencajn fornojn.La energia stokado-elemento de la nuna tipo mezfrekvenca forno estas granda induktoro, dum la energistoka elemento de la tensiospeca mezfrekvenca forno estas granda kondensilo.Estas aliaj diferencoj inter la du, kiel ekzemple: la kurent-tipa mezfrekvenca forno estas kontrolita per tiristoro, la ŝarĝa resonanca cirkvito estas paralela resonanco, dum la tensio-tipa mezfrekvenca forno estas kontrolita per IGBT, kaj la ŝarĝa resonanca cirkvito estas serio resonanco.Ĝia baza strukturo estas montrita en Figuro 2 kaj Figuro 3.
harmonia generacio
La tielnomitaj alt-ordaj harmonoj rilatas al la komponentoj super la entjera oblo de la fundamenta frekvenco akirita per malkomponado de la perioda ne-sinusoida AC Fourier-serialo, ĝenerale nomitaj alt-ordaj harmonoj.Frekvenco (50Hz) La komponanto de la sama frekvenco.Harmonia interfero estas grava "publika ĝeno" kiu influas la potencokvaliton de la nuna potenca sistemo.
Harmonikoj reduktas la transdonon kaj utiligon de elektrotekniko, igas elektrajn ekipaĵojn supervarmiĝi, kaŭzas vibradon kaj bruon, igas la izolan tavolon plimalboniĝi, reduktas la funkcidaŭron kaj kaŭzas oftajn misfunkciojn kaj elĉerpiĝon.Pliigu la harmonian enhavon, elbruligi kondensilon kompensan ekipaĵon kaj aliajn ekipaĵojn.En la kazo kie malvalidiga kompenso ne povas esti uzata, malvalidaj monpunoj estos faritaj kaj elektrofakturoj pliiĝos.Alt-ordaj pulsfluoj kaŭzos misfunkciadon de relajsaj protektaj aparatoj kaj inteligentaj robotoj, kaj la preciza mezurado de elektrokonsumo estos konfuzita.Ekster la elektroprovizosistemo, harmonoj havas grandan efikon al komunika ekipaĵo kaj elektronikaj produktoj.La provizora trotensio kaj provizora supertensio, kiuj generas harmonojn, detruos la izolan tavolon de maŝinaro kaj ekipaĵo, kaŭzante trifazajn fuŝkontaktojn, kaj la harmonia kurento kaj tensio de damaĝitaj transformiloj parte produktos serio-resonancon kaj paralelan resonancon en la publika elektra reto. , kaŭzante gravajn sekurecajn akcidentojn.
La elektra forno de meza ofteco estas speco de elektroprovizo de meza ofteco, kiu estas konvertita al meza frekvenco per precizeco kaj invetilo, kaj generas grandan nombron da malutilaj alt-ordaj harmonoj en la elektra reto.Sekve, plibonigi la potencokvaliton de mezfrekvencaj fornoj fariĝis la ĉefa prioritato de scienca esplorado.
regada plano
Granda nombro da datumkonektoj de mezfrekvencaj fornoj pligravigis la pulsan kurentan poluadon de la elektroreto.La esploro pri harmonia kontrolo de mezfrekvencaj fornoj fariĝis urĝa tasko, kaj estis vaste aprezita de akademiuloj.Por ke la efiko de la harmonoj generitaj de la frekvenca forno sur la publika krado plenumu la postulojn de la elektroprovizo kaj distribua sistemo por ekipaĵo komerca tero, necesas aktive preni rimedojn por forigi harmonian poluon.La praktikaj antaŭzorgoj estas kiel sekvas.
Unue, la transformilo uzas Y/Y/ligpadronon.En la granda spaca mezfrekvenca indukta forno, la eksplod-rezista ŝanĝa transformilo adoptas la metodon de cableado Y/Y/△.Ŝanĝante la dratadmetodon de la balasto por komuniki kun la AC-flanka transformilo, ĝi povas kompensi la karakterizan alt-ordan pulsfluon, kiu ne estas alta.Sed la kosto estas alta.
La dua estas uzi LC-pasivan filtrilon.La ĉefa strukturo estas uzi kondensiloj kaj reaktoroj en serio por formi LC-seriajn ringojn, kiuj estas paralelaj en la sistemo.Ĉi tiu metodo estas tradicia kaj povas kompensi ambaŭ harmonojn kaj reaktivajn ŝarĝojn.Ĝi havas simplan strukturon kaj estis vaste uzata.Tamen, la kompensa agado estas tuŝita de la karakteriza impedanco de la reto kaj la operaciumo, kaj estas facile kaŭzi paralelan resonancon kun la sistemo.Ĝi povas nur kompensi por fiksaj frekvencaj pulsfluoj, kaj la kompensa efiko ne estas ideala.
Trie, uzante la aktivan filtrilon APF, alta orda harmonia subpremado estas relative nova metodo.APF estas dinamika puls-kurenta kompensa aparato, kun alta disegno kaj altrapida respondeco, ĝi povas spuri kaj kompensi pulsfluojn kun ofteco kaj intensecaj ŝanĝoj, havas bonan dinamikan agadon, kaj la kompensa agado ne estos tuŝita de la karakteriza impedanco.La efiko de nuna kompenso estas bona, do ĝi estas vaste taksata.
Aktiva potenca filtrilo estas evoluigita surbaze de pasiva filtrado, kaj ĝia filtra efiko estas bonega.Ene de la intervalo de ĝia taksita reaktiva potenco-ŝarĝo, la filtra efiko estas 100%.
Aktiva potenca filtrilo, tio estas, aktiva potenca filtrilo, APF aktiva potenca filtrilo diferencas de la fiksa kompensa metodo de tradicia LC-filtrilo, kaj realigas dinamikan spuran kompenson, kiu povas precize kompensi harmonojn kaj reakcian potencon de grandeco kaj ofteco.La aktiva filtrilo de APF apartenas al la serio-speca alt-orda puls-kurenta kompensa ekipaĵo.Ĝi kontrolas la ŝarĝan fluon en reala tempo laŭ la ekstera konvertilo, kalkulas la alt-ordan pulsan kurenton en la ŝarĝa fluo laŭ la interna DSP, kaj eligas la kontrolan datuman signalon al la invetila nutrado., La invetila nutrado estas uzata por generi alt-ordan harmonian kurenton de la sama grandeco kiel la ŝarĝa alt-orda harmonia kurento, kaj la inversa alt-orda harmonia kurento estas enkondukita en la elektroreton por konservi la aktivan filtrilan funkcion.
Funkcia principo de APF
Hongyan-aktiva filtrilo detektas la ŝarĝan fluon en reala tempo per la ekstera nuna transformilo CT, kaj ĉerpas la harmonian komponenton de la ŝarĝo-fluo per interna DSP-kalkulo, kaj konvertas ĝin en kontrolsignalon en la cifereca signalprocesoro.Samtempe, la cifereca signalprocesoro generas serion de PWM-pulslarĝaj modulaj signaloj kaj sendas ilin al la interna IGBT-potenca modulo, kontrolante la eligan fazon de la invetilo por esti kontraŭa al la direkto de la ŝarĝa harmonia fluo, kaj la fluo. kun la sama amplitudo, la du harmoniaj fluoj estas ĝuste kontraŭaj unu al la alia.Ofseto, por atingi la funkcion de filtrado de harmonoj.
APF teknikaj trajtoj
1. Trifaza ekvilibro
2. Reaktiva potenco-kompenso, provizante potencan faktoron
3. Kun aŭtomata aktuala limiga funkcio, neniu superŝarĝo okazos
4. Harmonia kompenso, povas filtri 2~50-an harmonian kurenton samtempe
5. Simpla dezajno kaj elekto, nur bezonas mezuri la grandecon de harmonia fluo
6. Unufaza dinamika injekta fluo, ne tuŝita de sistema malekvilibro
7. Respondo al ŝarĝo ŝanĝoj ene de 40US, la tuta responda tempo estas 10ms (1/2 ciklo)
Filtrila efiko
La harmonia kontrolo-indico estas same alta kiel 97%, kaj la harmonia kontrolo-intervalo estas same larĝa kiel 2 ~ 50 fojojn.
Pli sekura kaj stabila filtra metodo;
La ĉefa interrompa kontrolo-reĝimo en la industrio, la ŝanĝfrekvenco estas same alta kiel 20KHz, kio minimumigas la filtran perdon kaj multe plibonigas la filtran rapidecon kaj eligan precizecon.Kaj ĝi prezentas senfinan impedancon al la kradsistemo, kiu ne influas la kradsistemon impedancon;kaj la eliga ondoformo estas preciza kaj senmanka, kaj ne influos aliajn ekipaĵojn.
Pli forta media adaptiĝo
Kongrua kun dizelgeneratoroj, plibonigante la kapablon de rezerva potenco manovra;
Pli alta toleremo al eniga tensio fluktuoj kaj misprezentoj;
Norma C-klasa fulmprotekta aparato, plibonigas la kapablon elteni malbonajn veterkondiĉojn;
La aplikebla gamo de ĉirkaŭa temperaturo estas pli forta, ĝis -20 °C ~ 70 °C.
Aplikoj
La ĉefa ekipaĵo de fandeja kompanio estas meza ofteco elektra forno.La meza ofteco elektra forno estas tipa harmona fonto, kiu generas grandan nombron da harmonoj, kaŭzante la kompensan kondensilon malsukcesi funkcii normale.Aŭ tiel, la temperaturo de la transformilo atingas 75 gradojn somere, kaŭzante malŝparon de elektra energio kaj mallongigante ĝian vivon.
La fandeja laborejo de la mezfrekvenca forno estas funkciigita per 0.4KV-tensio, kaj ĝia ĉefa ŝarĝo estas la 6-pulsa rektiga mezfrekvenca forno.La rektifila ekipaĵo generas grandan nombron da harmonoj dum konvertado de AC al DC dum laboro, kio estas tipa harmonia fonto;harmonia kurento estas injektita en la elektran reton, harmonia tensio estas generita sur la krada impedanco, kaŭzante kradan tension kaj kurentmisformon, influante elektroprovizon kvaliton kaj operacian sekurecon, pliigante linioperdo kaj tensio kompenso, kaj havante negativan efikon sur la krado kaj la elektraj ekipaĵoj de la fabriko mem.
1. Karakteriza harmonia analizo
1) La rektiga aparato de la mezfrekvenca forno estas 6-pulsa kontrolebla korekto;
2) La harmonoj generitaj de la rektifilo estas 6K+1 neparaj harmonoj.Fourier-serio estas uzata por malkomponi kaj transformi la fluon.Oni povas vidi, ke la nuna ondformo enhavas 6K±1 pli altajn harmonojn.Laŭ la provaj datumoj de la mezfrekvenca forno, la harmonia La onda aktuala enhavo estas montrita en la suba tabelo:
Dum la laborprocezo de la mezfrekvenca forno, granda nombro da harmonoj estas generita.Laŭ la provaj kaj kalkulaj rezultoj de la meza ofteco forno, la karakterizaj harmonoj estas ĉefe la 5-a, kaj la 7-a, 11-a kaj 13-a harmoniaj fluoj estas relative grandaj, kaj la tensio kaj kurenta misprezento estas grava.
2. Skemo de harmonia kontrolo
Laŭ la reala situacio de la entrepreno, Hongyan Electric desegnis kompletan aron da filtraj solvoj por harmonia kontrolo de mezfrekvencaj fornoj.Konsiderante la ŝarĝpotencan faktoron, harmoniajn sorbajn bezonojn kaj fonharmoniojn, aro da aktivaj filtraj aparatoj estas instalita sur la 0.4KV malalttensia flanko de la entreprena transformilo.Harmonikoj estas regitaj.
3. Filtrila efiko analizo
1) La aktiva filtrila aparato funkcias, kaj aŭtomate spuras la ŝanĝojn de diversaj ŝarĝaj ekipaĵoj de la mezfrekvenca forno, por ke ĉiu harmoniko estu efike filtrita.Evitu elĉerpiĝon kaŭzitan de paralela resonanco de la kondensila banko kaj la sistema cirkvito, kaj certigu la normalan funkciadon de la reaktiva potenco kompensa kabineto;
2) Harmonikaj fluoj estis efike plibonigitaj post kuracado.La 5-a, 7-a, kaj 11-a harmoniaj fluoj kiuj ne estis enuzitaj estis grave superitaj.Ekzemple, la 5-a harmonia fluo falas de 312A ĝis proksimume 16A;la 7-a harmonia kurento falas de 153A ĝis proksimume 11A;la 11-a harmonia fluo falas de 101A ĝis proksimume 9A;Konformu al la nacia normo GB/T14549-93 "Potenca Kvalito Harmonikoj de Publika Reto";
3) Post harmonia kontrolo, la temperaturo de la transformilo estas reduktita de 75 gradoj al 50 gradoj, kio ŝparas multan elektran energion, reduktas la plian perdon de la transformilo, reduktas bruon, plibonigas la ŝarĝkapablon de la transformilo kaj plilongigas la. servodaŭro de la transformilo;
4) Post traktado, la kvalito de nutrado de la meza ofteco estas efike plibonigita, kaj la utiliga indico de la meza ofteco nutrado estas plibonigita, kio estas favora al la longtempa sekura kaj ekonomia funkciado de la sistemo kaj la plibonigo de ekonomiaj avantaĝoj;
5) Reduktu la efikan valoron de la kurento fluanta tra la distribua linio, plibonigu la potencan faktoron kaj forigu la harmonojn fluantajn tra la distribua linio, tiel multe reduktante la linioperdon, reduktante la temperaturon plialtiĝon de la distribua kablo kaj plibonigante la ŝarĝon. kapablo de la linio;
6) Redukti la misfunkciadon aŭ rifuzon de kontrola ekipaĵo kaj relajsa protektaj aparatoj, kaj plibonigu la sekurecon kaj fidindecon de nutrado;
7) Kompensu la trifazan kurentmalekvilibron, reduktu la kupran perdon de la transformilo kaj la linio kaj la neŭtrala kurento, kaj plibonigu la kvaliton de nutrado;
8) Post kiam la APF estas konektita, ĝi ankaŭ povas pliigi la ŝarĝan kapablon de la transformilo kaj distribuaj kabloj, kio estas ekvivalenta al ekspansio de la sistemo kaj reduktas la investon en la ekspansio de la sistemo.
Afiŝtempo: Apr-13-2023