Аралық жиіліктегі пештен туындаған импульстік токтың ластануын азайту үшін Қытай көп импульстік түзеткіш технологиясын қабылдады және 6-импульстік, 12-импульстік және 24-импульстік аралық жиілікті пештер сияқты бірнеше аралық жиілік пештерінің жабдықтарын жасады, бірақ соңғысының құны салыстырмалы түрде жоғары болғандықтан, көптеген темір өндіруші компаниялар металл материалдарды 6 импульстік аралық жиіліктегі пештерде әлі де балқытуда және импульстік токтың қоршаған ортаны ластау мәселесін елемеуге болмайды.Қазіргі уақытта жиілік пештерінің гармоникасын басқару схемаларының негізінен екі түрі бар: бірі - рельефті басқару схемасы, ол ағымдағы гармоникалық мәселелерден құтылу әдістерінің бірі болып табылады және аралық гармониялардың алдын алудың алдын алу шарасы болып табылады. жиілікті индукциялық пештер.Екінші әдіс қоршаған ортаның гармоникалық ластануының барған сайын күрделі проблемасын көптеген жолдармен шешуге болатынына қарамастан, қазіргі уақытта қолданылатын аралық жиілікті индукциялық пештер үшін, нәтижесінде пайда болған гармоникаларды өтеу үшін тек бірінші әдісті қолдануға болады.Бұл мақалада IF пешінің принципі және оның гармоникалық бақылау шаралары талқыланады және 6-импульстік IF пешінің әртүрлі кезеңдеріндегі гармоникаларды компенсациялау және басқару үшін белсенді қуат сүзгісі (APF) ұсынылады.
Аралық жиілікті пештің электрлік принципі.
Аралық жиілікті пеш тез және тұрақты металды қыздыру құрылғысы болып табылады, ал оның негізгі жабдықтары аралық жиілікті электрмен жабдықтау болып табылады.Аралық жиілікті пештің қуат көзі әдетте AC-DC-AC түрлендіру әдісін қабылдайды, ал кіріс қуат жиілігінің айнымалы тогы аралық жиіліктегі айнымалы ток ретінде шығарылады және жиіліктің өзгеруі электр желісінің жиілігімен шектелмейді.Тізбектің құрылымдық схемасы 1-суретте көрсетілген:
1-суретте инвертор тізбегінің бөлігінің негізгі қызметі электр энергиясын беру және тарату провайдерінің үш фазалы коммерциялық айнымалы токты айнымалы токқа түрлендіру болып табылады, оның ішінде электр беру және тарату провайдерінің қоректену тізбегі, көпір түзеткіші. сұлба, сүзгі тізбегі және түзеткіштің басқару тізбегі .Инвертор бөлігінің негізгі қызметі айнымалы токты бір фазалы жоғары жиілікті айнымалы токқа (50~10000Гц) түрлендіру болып табылады, оның ішінде түрлендіргіш қуат тізбегі, іске қосу қуат тізбегі және жүктемелік қуат тізбегі.Ақырында, пештегі индукциялық катушкадағы бір фазалы орташа жиілікті айнымалы ток орта жиілікті айнымалы магнит өрісін тудырады, бұл пештегі зарядтың индукциялық электр қозғаушы күшін тудыруына әкеледі, зарядта үлкен құйынды ток тудырады және зарядты балқыту үшін қыздырады.
Гармоникалық талдау
Аралық жиілікті қоректендіру көзі арқылы электр желісіне енгізілетін гармоникалар негізінен түзеткіш құрылғыда болады.Мұнда гармоникалардың мазмұнын талдау үшін мысал ретінде үш фазалы алты импульстік толық басқарылатын көпір түзеткіш схемасын аламыз.Үш фазалы өнімді шығару тізбегінің тиристорлық инвертор тізбегінің бүкіл фазалық ауысу процесін және ток пульсациясын елемей, Фурье талдау әдісін қолдана отырып, айнымалы ток жағының реактивтілігі нөлге тең және айнымалы ток индуктивтілігі шексіз деп есептей отырып, теріс және оң жартысы -толқындық токтар болуы мүмкін Шеңбердің центрі уақыттың нөлдік нүктесі ретінде пайдаланылады және айнымалы ток жағының а-фазалық кернеуін есептеу үшін формула шығарылады.
Формулада: Id – түзеткіш тізбегінің тұрақты ток бүйірлік тоғының орташа мәні.
Жоғарыда келтірілген формуладан 6 импульстік аралық жиілікті пеш үшін ол 5-ші, 7-ші, 1-ші, 13-ші, 17-ші, 19-шы және басқа гармоникалардың үлкен санын генерациялай алатынын көруге болады, оларды 6k ± 1 (k) деп қорытындылауға болады. оң бүтін сан) гармоникасы, әрбір гармониканың эффективті мәні гармоникалық ретке кері пропорционал, ал негізгі тиімді мәнге қатынасы гармоникалық реттің кері мәні болып табылады.
Аралық жиілікті пештің контурының құрылымы.
Тұрақты ток энергиясын сақтаудың әртүрлі құрамдас бөліктеріне сәйкес аралық жиілікті пештерді әдетте ағымдағы типті аралық жиілікті пештерге және кернеу типті аралық жиілікті пештерге бөлуге болады.Ток түріндегі аралық жиілікті пештің энергия сақтау элементі үлкен индуктор, ал кернеу типті аралық жиілік пешінің энергия сақтау элементі үлкен конденсатор болып табылады.Олардың арасында басқа да айырмашылықтар бар, мысалы: ток типті аралық жиілік пеші тиристормен басқарылады, жүктеме резонансты тізбегі параллель резонанстық, ал кернеу типті аралық жиілік пеші IGBT арқылы басқарылады, ал жүктемелік резонанстық тізбегі: сериялық резонанс.Оның негізгі құрылымы 2-суретте және 3-суретте көрсетілген.
гармоникалық ұрпақ
Жоғары ретті гармоникалар деп аталатындар периодтық синусоидалы емес айнымалы ток Фурье қатарын ыдырату арқылы алынған негізгі жиіліктің бүтін еселілігінен жоғары құраушыларға жатады, әдетте жоғары ретті гармоникалар деп аталады.Жиілік (50Гц) Бірдей жиіліктің құрамдас бөлігі.Гармоникалық кедергі ағымдағы электр жүйесінің қуат сапасына әсер ететін негізгі «қоғамдық жағымсыздық» болып табылады.
Гармониялар энергетиканың берілуі мен пайдалануын азайтады, электр жабдығының қызып кетуіне әкеледі, діріл мен шуды тудырады, оқшаулау қабатын нашарлатады, қызмет ету мерзімін қысқартады, жалпы ақаулар мен күйіп қалуды тудырады.Гармоникалық мазмұнды көбейтіңіз, конденсатордың компенсаторлық жабдығын және басқа жабдықты күйдіріңіз.Жарамсыз деп тану өтемақысын пайдалану мүмкін болмаған жағдайда жарамсыз деп тану айыппұлдары салынады және электр энергиясы үшін төлемдер өседі.Жоғары ретті импульстік токтар релелік қорғаныс құрылғылары мен интеллектуалды роботтардың дұрыс жұмыс істемеуін тудырады және қуат тұтынуды дәл өлшеу шатастырылады.Электрмен жабдықтау жүйесінен тыс гармоника байланыс жабдықтары мен электрондық өнімдерге үлкен әсер етеді.Гармонияларды тудыратын уақытша асқын кернеу және уақытша асқын кернеу машиналар мен жабдықтардың оқшаулау қабатын бұзады, үш фазалы қысқа тұйықталу ақауларын тудырады, ал зақымдалған трансформаторлардың гармоникалық тогы мен кернеуі жалпы пайдаланудағы электр желісінде ішінара сериялық резонансты және параллельді резонансты тудырады. , үлкен қауіпсіздік апаттарын тудырады.
Аралық жиілікті электр пеші дәлдік пен инвертор арқылы аралық жиілікке түрленетін және электр желісінде зиянды жоғары ретті гармоникалардың көп мөлшерін тудыратын аралық жиілікті электрмен жабдықтаудың бір түрі болып табылады.Сондықтан аралық жиілікті пештердің қуат сапасын арттыру ғылыми зерттеулердің басты басымдылығына айналды.
басқару жоспары
Аралық жиіліктегі пештердің деректер қосылымдарының үлкен саны электр желісінің импульстік ток ластануын күшейтті.Аралық жиіліктегі пештердің гармоникалық бақылауын зерттеу өзекті мәселеге айналды және ғалымдар тарапынан кеңінен бағаланды.Жиілік пеші тудыратын гармоникалардың жалпыға ортақ желіге әсерін коммерциялық жердегі жабдықты электрмен жабдықтау және тарату жүйесінің талаптарына сәйкес ету үшін гармоникалық ластануды жою бойынша белсенді шаралар қабылдау қажет.Практикалық сақтық шаралары төмендегідей.
Біріншіден, трансформатор Y/Y/қосылу үлгісін пайдаланады.Үлкен ғарыштық орта жиілікті индукциялық пеште жарылысқа төзімді коммутациялық трансформатор Y/Y/△ сым әдісін қабылдайды.Айнымалы токтың бүйірлік трансформаторымен байланысу үшін балласттың сым әдісін өзгерту арқылы ол жоғары емес сипаттамалық жоғары ретті импульстік токты өтей алады.Бірақ құны жоғары.
Екіншісі - LC пассивті сүзгіні пайдалану.Негізгі құрылым жүйеде параллель орналасқан LC сериялы сақиналарды қалыптастыру үшін конденсаторлар мен реакторларды тізбектей пайдалану болып табылады.Бұл әдіс дәстүрлі және гармониканы да, реактивті жүктемені де өтей алады.Ол қарапайым құрылымға ие және кеңінен қолданылады.Дегенмен, өтемақы өнімділігіне желінің және жұмыс ортасының сипаттамалық кедергісі әсер етеді және жүйемен параллель резонанс тудыруы оңай.Ол тек тұрақты жиілікті импульстік токтарды өтей алады, ал компенсациялық әсер идеалды емес.
Үшіншіден, APF белсенді сүзгісін қолдану арқылы жоғары ретті гармоникалық басу салыстырмалы түрде жаңа әдіс болып табылады.APF - динамикалық импульстік ток компенсация құрылғысы, жоғары бөлімді дизайны және жоғары жылдамдықты жауап беру қабілеті бар, ол жиілік пен қарқындылық өзгерістерімен импульстік токтарды бақылай және өтей алады, жақсы динамикалық өнімділікке ие және өтемақы өнімділігіне сипаттамалық кедергі әсер етпейді.Ағымдағы өтемнің әсері жақсы, сондықтан ол кеңінен бағаланады.
Белсенді қуат сүзгісі пассивті сүзуге негізделген және оның сүзу әсері тамаша.Оның номиналды реактивті қуат жүктемесі шегінде сүзу әсері 100% құрайды.
Белсенді қуат сүзгісі, яғни белсенді қуат сүзгісі, APF белсенді қуат сүзгісі дәстүрлі LC сүзгісінің тіркелген компенсация әдісінен ерекшеленеді және гармония мен өлшем мен жиіліктің реактивті қуатын дәл өтей алатын динамикалық бақылау өтемін жүзеге асырады.APF белсенді сүзгісі сериялы түрдегі жоғары ретті импульстік ток компенсациялау жабдығына жатады.Ол сыртқы түрлендіргішке сәйкес нақты уақыт режимінде жүктеме тогын бақылайды, ішкі DSP бойынша жүктеме тоғының жоғары ретті импульстік ток құрамдас бөлігін есептейді және инвертордың қоректену көзіне басқару деректерінің сигналын шығарады., Инвертордың қуат көзі жүктеме жоғары ретті гармоникалық токпен бірдей өлшемдегі жоғары ретті гармоникалық токты генерациялау үшін пайдаланылады және белсенді сүзгі функциясын сақтау үшін электр желісіне кері жоғары ретті гармоникалық ток енгізіледі.
ЖЗҚ жұмыс принципі
Hongyan белсенді сүзгісі сыртқы ток трансформаторы CT арқылы нақты уақыт режимінде жүктеме тогын анықтайды және ішкі DSP есептеуі арқылы жүктеме тогының гармоникалық құрамдас бөлігін шығарады және оны цифрлық сигнал процессорында басқару сигналына түрлендіреді.Бұл ретте цифрлық сигнал процессоры PWM импульсінің енін модуляциялау сигналдарының сериясын жасайды және оларды ішкі IGBT қуат модуліне жібереді, инвертордың шығыс фазасын жүктеменің гармоникалық ток бағытына қарама-қарсы болуын басқарады және ток бірдей амплитудасы бар екі гармоникалық ток бір-біріне дәл қарама-қарсы.Гармоникалық фильтрлеу функциясына қол жеткізу үшін офсет.
ЖЗҚ техникалық ерекшеліктері
1. Үш фазалы баланс
2. Қуат коэффициентін қамтамасыз ететін реактивті қуатты компенсациялау
3. Автоматты ток шектеу функциясымен артық жүктеме болмайды
4. Гармоникалық компенсация, бір уақытта 2~50 гармоникалық токты сүзе алады
5. Қарапайым дизайн және таңдау, тек гармоникалық токтың өлшемін өлшеу керек
6. Жүйенің теңгерімсіздігі әсер етпейтін бір фазалы динамикалық айдау тогы
7. 40US шегіндегі жүктеме өзгерістеріне жауап беру, жалпы жауап беру уақыты 10 мс (1/2 цикл)
Сүзгі әсері
Гармоникалық бақылау жылдамдығы 97%, ал гармоникалық бақылау диапазоны 2~50 есе кең.
Қауіпсіз және тұрақты сүзгілеу әдісі;
Өнеркәсіптегі жетекші бұзушы басқару режимі, коммутация жиілігі 20 кГц-ке дейін жоғары, бұл сүзу жоғалуын азайтады және сүзу жылдамдығы мен шығыс дәлдігін айтарлықтай жақсартады.Және ол желілік жүйеге шексіз кедергіні ұсынады, ол тор жүйесінің кедергісіне әсер етпейді;және шығыс толқын пішіні дәл және мінсіз және басқа жабдыққа әсер етпейді.
Күшті қоршаған ортаға бейімделу
Дизельдік генераторлармен үйлесімді, резервтік қуатты маневрлеу мүмкіндігін жақсартады;
Кіріс кернеуінің ауытқуы мен бұрмалануына жоғары төзімділік;
Стандартты C класты найзағайдан қорғау құрылғысы, қолайсыз ауа райы жағдайларына төтеп беру қабілетін жақсартады;
Қоршаған орта температурасының қолданылатын диапазоны күштірек, -20°C~70°C дейін.
Қолданбалар
Құю кәсіпорнының негізгі жабдықтары аралық жиілікті электр пеші болып табылады.Аралық жиіліктегі электр пеші әдеттегі гармоникалық көз болып табылады, ол компенсаторлық конденсатордың қалыпты жұмыс істемеуіне әкелетін гармоникалардың үлкен санын тудырады.Немесе жазда трансформатордың температурасы 75 градусқа жетіп, электр энергиясының ысырап болуына және оның қызмет ету мерзімін қысқартады.
Аралық жиілікті пештің құю цехы 0,4КВ кернеумен қоректенеді, ал оның негізгі жүктемесі 6 импульстік ректификациялық аралық жиілік пеші болып табылады.Түзеткіш жабдық жұмыс кезінде айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру кезінде гармоникалардың үлкен санын жасайды, бұл әдеттегі гармоникалық көз болып табылады;Гармоникалық ток электр желісіне енгізіледі, Гармоникалық кернеу желі кедергісінде пайда болады, бұл желідегі кернеу мен токтың бұрмалануын тудырады, электрмен жабдықтау сапасы мен жұмыс қауіпсіздігіне әсер етеді, желідегі жоғалтуды және кернеудің орнын толтыруды арттырады және желі мен электр желісіне кері әсер етеді. зауыттың электр жабдықтары.
1. Сипаттамалық гармоникалық талдау
1) Аралық жиілікті пештің ректификациялық құрылғысы 6 импульстік басқарылатын ректификация болып табылады;
2) Түзеткіш тудыратын гармоникалар 6К+1 тақ гармоника.Токты ыдырату және түрлендіру үшін Фурье қатары қолданылады.Ағымдағы толқын пішінінде 6К±1 жоғары гармоника бар екенін көруге болады.Аралық жиіліктегі пештің сынақ деректеріне сәйкес гармоникалық Толқынның мазмұны төмендегі кестеде көрсетілген:
Аралық жиілікті пештің жұмыс процесінде гармоникалардың көп саны түзіледі.Аралық жиіліктегі пештің сынау және есептеу нәтижелеріне сәйкес, сипаттамалық гармоника негізінен 5-ші, ал 7-ші, 11-ші және 13-ші гармоникалық токтар салыстырмалы түрде үлкен, ал кернеу мен токтың бұрмалануы ауыр.
2. Гармоникалық басқару схемасы
Кәсіпорынның нақты жағдайына сәйкес, Hongyan Electric аралық жиілікті пештерді гармоникалық бақылауға арналған сүзгілеу шешімдерінің толық кешенін әзірледі.Жүктеменің қуат коэффициентін, гармоникалық сіңіру қажеттіліктерін және фондық гармоникаларды ескере отырып, кәсіпорын трансформаторының 0,4КВ төмен вольтты жағында белсенді сүзгілеу құрылғыларының жиынтығы орнатылған.Гармониялар басқарылады.
3. Сүзгі әсерін талдау
1) Белсенді сүзгі құрылғысы іске қосылды және аралық жиілік пешінің әртүрлі жүктеме жабдықтарының өзгерістерін автоматты түрде қадағалайды, осылайша әрбір гармониканы тиімді сүзуге болады.Конденсаторлар мен жүйе тізбегінің параллель резонансынан туындаған күйіп қалуды болдырмаңыз және реактивті қуатты компенсациялау шкафының қалыпты жұмысын қамтамасыз етіңіз;
2) Гармоникалық токтар өңдеуден кейін тиімді түрде жақсарды.Пайдалануға берілмеген 5, 7 және 11 гармоникалық токтар айтарлықтай асып кетті.Мысалы, 5-ші гармоникалық ток 312А-дан шамамен 16А-ға дейін төмендейді;7-ші гармоникалық ток 153А-дан шамамен 11А-ға дейін төмендейді;11-ші гармоникалық ток 101А-дан шамамен 9А-ға дейін төмендейді;GB/T14549-93 «Қоғамдық желінің қуат сапасы гармоникасы» ұлттық стандартына сәйкес;
3) Гармоникалық реттеуден кейін трансформатордың температурасы 75 градустан 50 градусқа дейін төмендейді, бұл электр энергиясын көп үнемдейді, трансформатордың қосымша жоғалуын азайтады, шуды азайтады, трансформатордың жүк көтергіштігін жақсартады және жұмыс уақытын ұзартады. трансформатордың қызмет ету мерзімі;
4) Өңдеуден кейін аралық жиілікті пештің электрмен жабдықтау сапасы тиімді түрде жақсарады, ал аралық жиіліктегі электрмен жабдықтауды пайдалану жылдамдығы жақсарады, бұл жүйенің ұзақ мерзімді қауіпсіз және үнемді жұмыс істеуіне және оның сапасын жақсартуға ықпал етеді. экономикалық пайда;
5) Тарату желісі арқылы өтетін токтың тиімді мәнін азайтыңыз, қуат коэффициентін жақсартыңыз және тарату желісі арқылы өтетін гармониканы жойыңыз, осылайша желі жоғалуын айтарлықтай азайтыңыз, тарату кабелінің температурасының көтерілуін азайтыңыз және жүктемені жақсартыңыз желінің өткізу қабілеті;
6) басқару жабдығы мен релелік қорғаныс құралдарының дұрыс жұмыс істемеуін немесе бас тартуын азайтуға, электрмен жабдықтаудың қауіпсіздігі мен сенімділігін арттыруға;
7) Үш фазалы ток теңгерімсіздігін өтеу, трансформатор мен желінің және бейтарап токтың мыстың жоғалуын азайту және электрмен жабдықтау сапасын жақсарту;
8) ЖЗҚ қосылғаннан кейін ол трансформатор мен тарату кабельдерінің жүк көтергіштігін де арттыра алады, бұл жүйенің кеңеюіне тең және жүйені кеңейтуге жұмсалатын инвестицияны азайтады.
Жіберу уақыты: 13 сәуір 2023 ж