參數(shù)及諧波比較

1、中頻電源諧波分析中頻電源由于采用了晶閘管整流電路，其輸入電流不是正弦波。對(duì)于最基本的三相6脈整流電路，其輸入電流是一個(gè)寬度為120的正負(fù)對(duì)稱的方波電流。這種非正弦波，除了基波（頻率與電網(wǎng)頻率相同）外，還含有許多諧波電流。諧波電流是有害無益的，它一方面增加了整流變壓器鐵心的渦流損耗，同時(shí)，會(huì)使接在電網(wǎng)中的電容負(fù)載（如無功補(bǔ)償電容器）和其他具有電磁鐵心的負(fù)載（如變壓器、電動(dòng)機(jī)、交流接觸器等）過熱，對(duì)有線廣播及電訊產(chǎn)生干擾，并會(huì)對(duì)共用電網(wǎng)的精密測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生附加誤差。隨著功率的增大，諧波對(duì)其他用電設(shè)備的影響變得更加惡劣。為此，世界各國(guó)對(duì)整流電路的容量和諧波含量都有限制。為了減少大功率中頻電源對(duì)電網(wǎng)的干

2、擾，可采用兩個(gè)方法。第一種方法是被動(dòng)地吸收諧波電流，可采用加接無源的LC濾波器或有源的電力電子濾波裝置，以它來提供諧波電流的通路，從而減小諧波電流對(duì)其他電器的影響。這種方法需要增加的濾波裝置隨電源功率的增大，其制造代價(jià)相當(dāng)昂貴。另外一個(gè)更為有效的方法主動(dòng)減少諧波含量，主要是增加整流相數(shù)，即增加整流電壓的脈波數(shù)。下面我們對(duì)基本的6脈整流中頻電源和增加脈波數(shù)減少諧波含量的12脈整流中頻電源及24脈整流中頻電源的工作波形進(jìn)行分析比較。一、6脈整流電路6脈整流中頻電源的電路結(jié)構(gòu)如圖1（A）所示，圖1（B）是6脈整流電路的工作電流波形。根據(jù)數(shù)學(xué)分析可知，其電網(wǎng)電流的數(shù)學(xué)表示如下：對(duì)上述公式的數(shù)學(xué)計(jì)算表明

3、，諧波電流總幅值與基波電流的比例為29%。最低次諧波是5倍頻，幅值達(dá)20%?？梢?脈整流電路的諧波含量比較高。因此大功率中頻電源不宜采用6脈整流結(jié)構(gòu)。（A） 電路結(jié)構(gòu)（B） 電流波形圖1 6脈整流中頻電源二、12脈整流電路12脈整流中頻電源的電路結(jié)構(gòu)如圖2（A）所示，圖2（B）是12脈整流電路的工作電流波形。根據(jù)數(shù)學(xué)分析可知，其電網(wǎng)電流的數(shù)學(xué)表示如下：對(duì)上述公式的數(shù)學(xué)計(jì)算表明，諧波電流總幅值與基波電流的比例為14%。與6脈整流電路相比，諧波含量大大減少，且最低次諧波是11倍頻，幅值僅為9%。實(shí)際上由于變壓器及傳輸線路的分布阻抗有一定的濾波效果，一般實(shí)測(cè)的諧波含量要低于理論計(jì)算值。（A） 電路結(jié)

4、構(gòu)（B）電流波形圖2 12脈中頻電源三、24脈整流電路24脈整流中頻電源的電路結(jié)構(gòu)如圖3（A）所示，圖3（B）是24脈整流電路的工作電流波形。根據(jù)數(shù)學(xué)分析可知，其電網(wǎng)電流的數(shù)學(xué)表示如下：對(duì)上述公式的數(shù)學(xué)計(jì)算表明，諧波電流總幅值與基波電流的比例為7%，諧波含量已經(jīng)很低。由于最低次諧波是23倍頻即1150HZ，頻率遠(yuǎn)高于基波頻率，經(jīng)過變壓器漏阻抗及傳輸線路的分布阻抗濾波后，衰減很快。因此在電網(wǎng)接入點(diǎn)實(shí)測(cè)時(shí)，諧波含量比理論計(jì)算要小的多，一般低于3%。（A） 電路結(jié)構(gòu)（B） 電流波形圖3 24脈中頻電源四、分析結(jié)論根據(jù)以上分析結(jié)果，我們將三種整流電路的諧波特性列表比較如下：名稱 類型6脈整流12脈整流

5、24脈整流總諧波含量29%14%7%最低次諧波5倍頻11倍頻23倍頻 GW-20/0.25熔煉爐成套設(shè)備技術(shù)規(guī)格 20噸鋼殼中頻爐技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱單位數(shù)值整流模式脈24鐵水容積噸20-25最大功率KW12000單位電耗度/噸580中頻電源進(jìn)線電壓V1000感應(yīng)器內(nèi)徑mm1750感應(yīng)器電壓V3200中頻頻率HZ250最小熔化率噸/小時(shí)18冷卻水流量爐體噸/小時(shí)250中頻電源噸/小時(shí)100冷卻水進(jìn)水壓力MPa0.3冷卻水進(jìn)水溫度=35冷卻水溫升=15傳動(dòng)方式液壓爐體最大傾轉(zhuǎn)度度100 備注:一）. 冷卻水池大小按冷卻流量的23倍設(shè)計(jì),深度不得超過2米.二）. 20T電爐整流變壓器的型號(hào)與規(guī)格:ZS

6、-6300/35(副邊雙繞組輸出) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：Y，d11/yno;副邊電壓:1000V。技術(shù)條件ZS-6300/35整流變壓器 1本技術(shù)條件適用范圍：產(chǎn)品代號(hào)型號(hào) ZS-6300/35額定容量 6300KVA額定電壓 （355%）/1kv額定電流 104/1820A 1820A接線圖及連接組Dd0yn11或Dd2yn1頻率 50HZ裝置種類 戶內(nèi)冷卻方式 ONAN2本產(chǎn)品的基本技術(shù)條件： JB/T 8636-19973本產(chǎn)品的重要技術(shù)資料及有關(guān)數(shù)據(jù)：高壓聯(lián)結(jié)方式： 三角形，帶移相7.5低壓1聯(lián)結(jié)方式：星型，帶0線低壓2聯(lián)結(jié)方式：三角型軌距（MM） 縱向1475 橫向14754.技術(shù)數(shù)據(jù)：試驗(yàn)數(shù)據(jù)（75）設(shè)計(jì)值裕度%標(biāo)準(zhǔn)值高-中高-低中-低負(fù)載損耗 （W）59300+15短路阻抗 （%）8.3310空載損耗 （W）10400+15空載電流 （%）0.55+305.高壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：6.重量： （KG）7.特殊要求：外施高壓（50HZ 1MIN