O'rta chastotali pechdan kelib chiqadigan impuls oqimining ifloslanishini kamaytirish uchun Xitoy ko'p impulsli rektifikator texnologiyasini qabul qildi va 6 impulsli, 12 impulsli va 24 impulsli oraliq chastotali pechlar kabi bir nechta oraliq chastotali o'choq uskunalarini ishlab chiqdi, ammo chunki ikkinchisining narxi nisbatan yuqori Yuqori, ko'plab temir ishlab chiqaruvchi kompaniyalar hali ham 6 impulsli oraliq chastotali pechlarda metall materiallarni eritmoqdalar va puls oqimining atrof-muhit ifloslanishi muammosini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi.Hozirgi vaqtda chastotali pechning harmonikasini boshqarish sxemalarining asosan ikki turi mavjud: biri relyefni boshqarish sxemasi, bu mavjud garmonik muammolardan xalos bo'lish usullaridan biri va oraliq harmonikaning oldini olish uchun profilaktika chorasi hisoblanadi. chastotali induksion pechlar.Ikkinchi usul atrof-muhitning harmonik ifloslanishining tobora jiddiy muammosini ko'p jihatdan hal qilishi mumkin bo'lsa-da, hozirda qo'llaniladigan oraliq chastotali indüksiyon pechlari uchun faqat birinchi usul natijasida hosil bo'lgan harmoniklarni qoplash uchun foydalanish mumkin.Ushbu maqolada IF pechining printsipi va uning garmonik nazorat qilish choralari ko'rib chiqiladi va 6 impulsli IF pechining turli bosqichlarida harmonikalarni kompensatsiyalash va nazorat qilish uchun faol quvvat filtri (APF) taklif etiladi.
Oraliq chastotali pechning elektr printsipi.
Oraliq chastotali pech tez va barqaror metall isitish moslamasi bo'lib, uning asosiy uskunasi oraliq chastotali quvvat manbai hisoblanadi.Oraliq chastotali pechning elektr ta'minoti odatda AC-DC-AC konvertatsiya qilish usulini qabul qiladi va kirish quvvat chastotasining o'zgaruvchan toki oraliq chastotali o'zgaruvchan tok sifatida chiqariladi va chastota o'zgarishi elektr tarmog'ining chastotasi bilan cheklanmaydi.O'chirish sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan:
1-rasmda inverter pallasining bir qismining asosiy vazifasi elektr uzatish va tarqatish provayderining uch fazali tijorat AC oqimini o'zgaruvchan tokga aylantirish, shu jumladan elektr uzatish va tarqatish provayderining elektr ta'minoti sxemasi, ko'prik rektifikatori. sxema, filtr sxemasi va rektifikatorni boshqarish davri .İnverter qismining asosiy vazifasi AC oqimini bir fazali yuqori chastotali AC oqimiga (50 ~ 10000Hz) aylantirish, shu jumladan inverter quvvat davri, boshlang'ich quvvat davri va yuk quvvati davri.Nihoyat, o'choqdagi indüksiyon lasanidagi bir fazali o'rta chastotali o'zgaruvchan tok o'rta chastotali o'zgaruvchan magnit maydonni hosil qiladi, bu o'choqdagi zaryadning indüksiyon elektromotor kuchini hosil qilishiga olib keladi, zaryadda katta girdab oqimi hosil qiladi va zaryadni eritish uchun qizdiradi.
Garmonik tahlil
Oraliq chastotali quvvat manbai tomonidan elektr tarmog'iga AOK qilingan harmonikalar asosan rektifikator qurilmasida sodir bo'ladi.Bu erda biz harmoniklarning mazmunini tahlil qilish uchun misol sifatida uch fazali olti impulsli to'liq boshqaruvchi ko'prik rektifikator sxemasini olamiz.Fourier tahlil qilish usulidan foydalangan holda, AC tomoni reaktivligi nolga teng va AC indüktansı cheksiz deb hisoblab, uch fazali mahsulot chiqarish zanjirining tiristor inverter pallasining butun fazali uzatish jarayonini va oqim pulsatsiyasini e'tiborsiz qoldirib, salbiy va ijobiy yarmi. -to'lqin oqimlari bo'lishi mumkin Aylananing markazi vaqtning nol nuqtasi sifatida ishlatiladi va AC tomonining a-fazali kuchlanishini hisoblash uchun formuladan olinadi.
Formulada: Id - rektifikator pallasining doimiy yon oqimining o'rtacha qiymati.
Yuqoridagi formuladan ko'rinib turibdiki, 6 impulsli oraliq chastotali pech uchun u ko'p sonli 5, 7, 1, 13, 17, 19 va boshqa harmonikalarni hosil qilishi mumkin, ularni 6k ± 1 (k) deb umumlashtirish mumkin. musbat Integer) harmoniklar, har bir garmonikaning samarali qiymati garmonik tartib bilan teskari proportsionaldir va asosiy samarali qiymatga nisbati garmonik tartibning o'zaro nisbatidir.
O'rta chastotali pechning sxemasi tuzilishi.
Turli xil shahar energiya saqlash komponentlariga ko'ra, oraliq chastotali pechlar odatda joriy turdagi oraliq chastotali pechlarga va kuchlanish tipidagi oraliq chastotali pechlarga bo'linishi mumkin.Joriy turdagi oraliq chastotali pechning energiya saqlash elementi katta indüktör, kuchlanish tipidagi oraliq chastotali pechning energiya saqlash elementi esa katta kondansatördir.Ikkisi o'rtasida boshqa farqlar mavjud, masalan: oqim tipidagi oraliq chastotali pech tiristor tomonidan boshqariladi, yuk rezonans davri parallel rezonansdir, kuchlanish tipidagi oraliq chastotali pech esa IGBT tomonidan boshqariladi va yuk rezonans davri. ketma-ket rezonans.Uning asosiy tuzilishi 2-rasm va 3-rasmda ko'rsatilgan.
garmonik avlod
Yuqori tartibli harmonikalar davriy sinusoidal bo'lmagan AC Furye seriyasini parchalash natijasida olingan asosiy chastotaning butun sonli ko'paytmasi ustidagi komponentlarga tegishli bo'lib, odatda yuqori tartibli harmonikalar deb ataladi.Chastota (50Hz) Xuddi shu chastotaning komponenti.Harmonik shovqin joriy energiya tizimining quvvat sifatiga ta'sir qiluvchi asosiy "jamoat bezovtaligi" dir.
Harmoniklar energetikaning uzatilishi va ishlatilishini pasaytiradi, elektr jihozlarining haddan tashqari qizib ketishiga olib keladi, tebranish va shovqinni keltirib chiqaradi, izolyatsiya qatlamini yomonlashtiradi, xizmat muddatini qisqartiradi va umumiy nosozliklar va yonishlarni keltirib chiqaradi.Harmonik tarkibni oshiring, kondansatör kompensatsiya uskunalarini va boshqa jihozlarni yoqing.Noqonuniy kompensatsiyani qo'llash mumkin bo'lmagan taqdirda, haqiqiy emasligi uchun jarimalar olinadi va elektr energiyasi uchun to'lovlar oshadi.Yuqori tartibli impuls oqimlari o'rni himoyasi qurilmalari va aqlli robotlarning noto'g'ri ishlashiga olib keladi va quvvat sarfini aniq o'lchash chalkashib ketadi.Elektr ta'minoti tizimidan tashqarida harmonikalar aloqa uskunalari va elektron mahsulotlarga katta ta'sir ko'rsatadi.Harmoniklarni keltirib chiqaradigan vaqtinchalik haddan tashqari kuchlanish va vaqtinchalik haddan tashqari kuchlanish mashina va jihozlarning izolyatsiya qatlamini yo'q qiladi, uch fazali qisqa tutashuv nosozliklarini keltirib chiqaradi va shikastlangan transformatorlarning garmonik oqimi va kuchlanishi qisman umumiy elektr tarmog'ida ketma-ket rezonans va parallel rezonans hosil qiladi. , katta xavfsizlik baxtsiz hodisalariga sabab bo'ladi.
Oraliq chastotali elektr pechkasi o'ziga xos oraliq chastotali elektr ta'minoti bo'lib, u aniqlik va invertor orqali oraliq chastotaga aylanadi va elektr tarmog'ida ko'p miqdorda zararli yuqori tartibli harmoniklarni hosil qiladi.Shu sababli, oraliq chastotali pechlarning quvvat sifatini yaxshilash ilmiy tadqiqotlarning ustuvor yo'nalishiga aylandi.
boshqaruv rejasi
Oraliq chastotali pechlarning ko'p sonli ma'lumotlar ulanishlari elektr tarmog'ining impuls oqimining ifloslanishini kuchaytirdi.Oraliq chastotali pechlarning garmonik nazorati bo'yicha tadqiqotlar dolzarb vazifaga aylandi va olimlar tomonidan keng baholandi.Chastotali pech tomonidan ishlab chiqarilgan harmoniklarning umumiy elektr tarmog'iga ta'sirini jihozlash uchun elektr ta'minoti va taqsimlash tizimining talablariga javob berish uchun tijorat erlari, harmonik ifloslanishni bartaraf etish bo'yicha faol choralar ko'rish kerak.Amaliy ehtiyot choralari quyidagilardan iborat.
Birinchidan, transformator Y / Y / ulanish sxemasidan foydalanadi.Katta kosmik o'rta chastotali indüksiyon pechida portlashdan himoyalangan kommutatsiya transformatori Y / Y / △ simi usulini qabul qiladi.AC yon transformator bilan aloqa qilish uchun balastning simi usulini o'zgartirib, u yuqori bo'lmagan xarakterli yuqori tartibli impuls oqimini bartaraf qilishi mumkin.Lekin narxi yuqori.
Ikkinchisi - LC passiv filtrdan foydalanish.Asosiy struktura tizimda parallel bo'lgan LC seriyali halqalarni hosil qilish uchun kondansatörler va reaktorlarni ketma-ket ishlatishdir.Bu usul an'anaviy bo'lib, harmoniklarni ham, reaktiv yuklarni ham qoplashi mumkin.U oddiy tuzilishga ega va keng tarqalgan.Biroq, kompensatsiya ishlashi tarmoqning xarakterli empedansi va ish muhitidan ta'sirlanadi va tizim bilan parallel rezonansga olib kelishi oson.U faqat qattiq chastotali impuls oqimlarini qoplashi mumkin va kompensatsiya effekti ideal emas.
Uchinchidan, APF faol filtri yordamida yuqori darajadagi harmonik bostirish nisbatan yangi usuldir.APF dinamik impulsli oqim kompensatsiyasi qurilmasi bo'lib, yuqori bo'linish dizayni va yuqori tezlikda javob berish qobiliyatiga ega, u chastota va intensivlik o'zgarishi bilan impuls oqimlarini kuzatishi va kompensatsiya qilishi mumkin, yaxshi dinamik ishlashga ega va kompensatsiya ishlashi xarakterli impedansdan ta'sirlanmaydi.Hozirgi kompensatsiyaning ta'siri yaxshi, shuning uchun u keng baholanadi.
Faol quvvat filtri passiv filtrlash asosida ishlab chiqilgan va uning filtrlash effekti juda yaxshi.Nominal reaktiv quvvat yuki doirasida filtrlash effekti 100% ni tashkil qiladi.
Faol quvvat filtri, ya'ni faol quvvat filtri, APF faol quvvat filtri an'anaviy LC filtrining sobit kompensatsiya usulidan farq qiladi va dinamik kuzatuv kompensatsiyasini amalga oshiradi, bu harmonikani va o'lcham va chastotaning reaktiv quvvatini aniq qoplashi mumkin.APF faol filtri seriyali turdagi yuqori tartibli impulsli oqim kompensatsiyasi uskunasiga tegishli.U tashqi konvertorga ko'ra real vaqtda yuk oqimini nazorat qiladi, ichki DSP bo'yicha yuk oqimidagi yuqori tartibli impuls oqimi komponentini hisoblab chiqadi va nazorat ma'lumotlari signalini inverter quvvat manbaiga chiqaradi., Inverter quvvat manbai yuk yuqori tartibli harmonik oqim bilan bir xil o'lchamdagi yuqori tartibli harmonik oqim hosil qilish uchun ishlatiladi va teskari yuqori tartibli harmonik oqim faol filtr funktsiyasini saqlab turish uchun elektr tarmog'iga kiritiladi.
APF ning ishlash printsipi
Hongyan faol filtri tashqi oqim transformatori CT orqali real vaqtda yuk oqimini aniqlaydi va ichki DSP hisobi orqali yuk oqimining harmonik komponentini chiqaradi va raqamli signal protsessorida nazorat signaliga aylantiradi.Shu bilan birga, raqamli signal protsessori bir qator PWM impuls kengligi modulyatsiyasi signallarini ishlab chiqaradi va ularni ichki IGBT quvvat moduliga yuboradi, inverterning chiqish fazasini yukning harmonik oqimining yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lishini va oqimni boshqaradi. bir xil amplitudaga ega bo'lgan ikkita harmonik oqim bir-biriga mutlaqo qarama-qarshidir.Harmonikani filtrlash funktsiyasiga erishish uchun ofset.
APF texnik xususiyatlari
1. Uch fazali balans
2. Reaktiv quvvat kompensatsiyasi, quvvat omilini ta'minlash
3. Avtomatik oqim cheklash funktsiyasi bilan ortiqcha yuk bo'lmaydi
4. Harmonik kompensatsiya, bir vaqtning o'zida 2 ~ 50-chi harmonik oqimni filtrlashi mumkin
5. Oddiy dizayn va tanlov, faqat harmonik oqim hajmini o'lchash kerak
6. Bir fazali dinamik inyeksiya oqimi, tizimning nomutanosibligi ta'sir qilmaydi
7. 40US ichida yuk o'zgarishlariga javob, umumiy javob vaqti 10ms (1/2 sikl)
Filtrlash effekti
Harmonik nazorat qilish darajasi 97% ga etadi va harmonik nazorat oralig'i 2 ~ 50 marta kengdir.
Xavfsiz va barqaror filtrlash usuli;
Sanoatdagi etakchi buzilish nazorati rejimi, kommutatsiya chastotasi 20KHz gacha, bu filtrlash yo'qotilishini minimallashtiradi va filtrlash tezligi va chiqish aniqligini sezilarli darajada yaxshilaydi.Va u tarmoq tizimiga cheksiz empedansni taqdim etadi, bu esa tarmoq tizimining empedansiga ta'sir qilmaydi;va chiqish to'lqin shakli aniq va benuqson va boshqa uskunalarga ta'sir qilmaydi.
Atrof-muhitga kuchli moslashuvchanlik
Dizel generatorlari bilan mos keladi, zaxira quvvatni manyovr qilish qobiliyatini yaxshilaydi;
Kirish kuchlanishining o'zgarishi va buzilishlariga nisbatan yuqori bardoshlik;
Standart C sinfidagi chaqmoqlardan himoya qilish moslamasi, yomon ob-havo sharoitlariga bardosh berish qobiliyatini yaxshilash;
Atrof-muhit haroratining amaldagi diapazoni kuchliroq, -20 ° C ~ 70 ° C gacha.
Ilovalar
Quyma korxonasining asosiy uskunasi oraliq chastotali elektr pechidir.Oraliq chastotali elektr pechkasi odatiy harmonik manba bo'lib, ko'p sonli harmoniklarni hosil qiladi, bu esa kompensatsiya kondensatorining normal ishlamay qolishiga olib keladi.Yoki yozda transformatorning harorati 75 darajaga etadi, bu esa elektr energiyasining isrof bo'lishiga olib keladi va uning ishlash muddatini qisqartiradi.
Oraliq chastotali pechning quyish ustaxonasi 0,4KV kuchlanish bilan quvvatlanadi va uning asosiy yuki 6 impulsli rektifikatsiya oraliq chastotali pechdir.Rektifikator uskunasi ish vaqtida o'zgaruvchan tokni doimiy oqimga aylantirganda ko'p sonli harmonika hosil qiladi, bu odatiy harmonik manba hisoblanadi;elektr tarmog'iga garmonik oqim kiritiladi, garmonik kuchlanish tarmoq empedansida hosil bo'ladi, bu tarmoq kuchlanishi va oqimning buzilishiga olib keladi, elektr ta'minoti sifati va ish xavfsizligiga ta'sir qiladi, tarmoq yo'qotilishi va kuchlanishning o'zgarishini oshiradi va tarmoqqa va tarmoqqa salbiy ta'sir qiladi. zavodning elektr jihozlari.
1. Xarakterli garmonik tahlil
1) Oraliq chastotali pechning rektifikatsiya qurilmasi 6 impulsli boshqariladigan rektifikatsiyadir;
2) Rektifikator tomonidan hosil qilingan garmonikalar 6K+1 toq garmonikalardir.Furye seriyasi oqimni parchalash va o'zgartirish uchun ishlatiladi.Ko'rinib turibdiki, joriy to'lqin shakli 6K±1 yuqori harmonikani o'z ichiga oladi.Oraliq chastotali pechning sinov ma'lumotlariga ko'ra, harmonik To'lqin oqimi tarkibi quyidagi jadvalda ko'rsatilgan:
Oraliq chastotali pechning ish jarayonida ko'p sonli harmonikalar hosil bo'ladi.Oraliq chastotali pechning sinov va hisoblash natijalariga ko'ra, xarakterli harmonikalar asosan 5-chi va 7, 11 va 13-harmonik oqimlar nisbatan katta bo'lib, kuchlanish va oqim buzilishi jiddiydir.
2. Garmonik boshqaruv sxemasi
Korxonaning haqiqiy holatiga ko'ra, Hongyan Electric oraliq chastotali pechlarni harmonik nazorat qilish uchun filtrlash echimlarining to'liq to'plamini ishlab chiqdi.Yukning quvvat omili, harmonik assimilyatsiya ehtiyojlari va fon harmonikasini hisobga olgan holda, korxona transformatorining 0,4KV past kuchlanishli tomoniga faol filtrlash moslamalari to'plami o'rnatilgan.Harmonikalar boshqariladi.
3. Filtr effektini tahlil qilish
1) Faol filtrlash moslamasi ishga tushiriladi va har bir harmonikni samarali filtrlash uchun oraliq chastotali pechning turli yuk uskunalaridagi o'zgarishlarni avtomatik ravishda kuzatib boradi.Kondensator banki va tizim pallasining parallel rezonansidan kelib chiqadigan yonishning oldini oling va reaktiv quvvat kompensatsiyasi kabinasining normal ishlashini ta'minlang;
2) Davolanishdan keyin harmonik oqimlar samarali tarzda yaxshilandi.Foydalanishga kiritilmagan 5, 7 va 11-harmonik oqimlar jiddiy ravishda oshib ketdi.Misol uchun, 5-harmonik oqim 312A dan taxminan 16A gacha tushadi;7-harmonik oqim 153A dan taxminan 11A gacha tushadi;11-harmonik oqim 101A dan taxminan 9A gacha tushadi;GB/T14549-93 "Ommaviy tarmoqning quvvat sifati harmoniklari" milliy standartiga muvofiq;
3) Garmonik nazoratdan so'ng transformatorning harorati 75 darajadan 50 darajaga tushiriladi, bu juda ko'p elektr energiyasini tejaydi, transformatorning qo'shimcha yo'qotilishini kamaytiradi, shovqinni kamaytiradi, transformatorning yuk hajmini yaxshilaydi va ishlash muddatini uzaytiradi. transformatorning ishlash muddati;
4) Davolanishdan so'ng, oraliq chastotali pechning elektr ta'minoti sifati samarali ravishda yaxshilanadi va oraliq chastotali elektr ta'minotidan foydalanish darajasi yaxshilanadi, bu tizimning uzoq muddatli xavfsiz va iqtisodiy ishlashiga yordam beradi. iqtisodiy foyda;
5) Tarqatish liniyasidan oqib o'tadigan oqimning samarali qiymatini kamaytiring, quvvat omilini yaxshilang va tarqatish liniyasidan oqib o'tadigan harmoniklarni yo'q qiling, shu bilan chiziq yo'qotilishini sezilarli darajada kamaytiradi, tarqatish kabelining harorat ko'tarilishini kamaytiradi va yukni yaxshilaydi. liniya quvvati;
6) boshqaruv uskunalari va o'rni himoya vositalarining noto'g'ri ishlashini yoki rad etilishini kamaytirish, elektr ta'minoti xavfsizligi va ishonchliligini oshirish;
7) uch fazali oqim nomutanosibligini qoplash, transformator va liniya va neytral oqimning mis yo'qotilishini kamaytirish va elektr ta'minoti sifatini yaxshilash;
8) APF ulangandan so'ng, u transformator va tarqatish kabellarining yuk hajmini ham oshirishi mumkin, bu tizimning kengayishiga teng va tizimni kengaytirishga investitsiyalarni kamaytiradi.
Xabar vaqti: 2023 yil 13 aprel