Vahesagedusahju põhjustatud impulssvoolureostuse vähendamiseks on Hiina kasutusele võtnud mitme impulsi alaldi tehnoloogia ja välja töötanud mitu vahesagedusahju seadet, nagu 6-impulss-, 12-impulss- ja 24-impulss-vahesagedusahjud, kuid kuna viimase maksumus on suhteliselt kõrge. Paljud rauatööstusettevõtted sulatavad endiselt metallmaterjale 6-impulsilistes kesksagedusahjudes ning impulssvoolu keskkonnareostuse probleemi ei saa ignoreerida.Praegu on sagedusahju harmooniliste jaoks peamiselt kahte tüüpi juhtimisskeeme: üks on reljeefi juhtimisskeem, mis on üks meetoditest, kuidas vabaneda praegustest harmoonilistest probleemidest, ja ennetav meede vaheharmoonikute vältimiseks. sagedusinduktsioonahjud.Kuigi teise meetodi abil saab üha tõsisemaks muutuva harmoonilise keskkonnareostuse probleemiga toime tulla mitmel viisil, saab praegu kasutatavate vahesageduslike induktsioonahjude puhul tekkivate harmooniliste kompenseerimiseks kasutada ainult esimest meetodit.Selles artiklis käsitletakse IF-ahju põhimõtet ja selle harmooniliste reguleerimise meetmeid ning pakutakse välja aktiivvõimsusfilter (APF), mis kompenseerib ja reguleerib harmoonilisi 6-impulsilise IF-ahju erinevatel etappidel.
Vahesagedusahju elektriline põhimõte.
Vahesagedusahi on kiire ja stabiilne metallist kütteseade ning selle põhiseade on vahesageduslik toiteallikas.Vahesagedusahju toiteallikas kasutab tavaliselt vahelduv-alalisvoolu-vahelduvvoolu muundamise meetodit ja sisendvõimsuse sageduse vahelduvvool väljastatakse vahesagedusega vahelduvvooluna ning sageduse muutust ei piira elektrivõrgu sagedus.Skeemi plokkskeem on näidatud joonisel 1:
Joonisel 1 on inverteri ahela osa põhiülesanne muundada elektriülekande ja -jaotuse pakkuja kolmefaasiline kaubanduslik vahelduvvool vahelduvvooluks, sealhulgas elektriülekande ja -jaotuse pakkuja toiteahel, sildalaldi. ahel, filtriahel ja alaldi juhtimisahel .Inverteri osa põhiülesanne on muundada vahelduvvool ühefaasiliseks kõrgsageduslikuks vahelduvvooluks (50–10000 Hz), sealhulgas inverteri toiteahel, käivitusvooluahel ja koormusvooluahel.Lõpuks tekitab ahju induktsioonmähises ühefaasiline keskmise sagedusega vahelduvvool keskmise sagedusega vahelduva magnetvälja, mille tõttu laeng ahjus tekitab induktsioonelektromotoorjõu, tekitab laengus suure pöörisvoolu ja soojendab laengu sulamiseni.
Harmooniline analüüs
Vahesagedusliku toiteallika poolt elektrivõrku sisestatud harmoonilised esinevad peamiselt alaldiseadmes.Siin võtame harmooniliste sisu analüüsimiseks näitena kolmefaasilise kuue impulsi täiskontrolliga sillaalaldi.Jättes tähelepanuta kolmefaasilise tootevabastusahela türistori inverteri ahela kogu faasiülekande protsessi ja voolu pulsatsiooni, eeldades, et vahelduvvoolu külgreaktants on null ja vahelduvvoolu induktiivsus on lõpmatu, on Fourier' analüüsi meetodil negatiivne ja positiivne pool -lainevoolud võivad olla Aja nullpunktina kasutatakse ringi keskpunkti ja vahelduvvoolu poole a-faasi pinge arvutamiseks saadakse valem.
Valemis: Id on alaldi vooluahela alalisvoolu külgvoolu keskmine väärtus.
Ülaltoodud valemist on näha, et 6-impulsilise vahesagedusahju puhul võib see tekitada suure hulga 5., 7., 1., 13., 17., 19. ja teisi harmoonilisi, mille võib kokku võtta kui 6k ± 1 (k on positiivne täisarv) harmoonilised, iga harmoonilise efektiivne väärtus on pöördvõrdeline harmooniliste järjekorraga ja suhe põhilise efektiivse väärtusega on harmooniliste järjestuse pöördväärtus.
Vahesagedusega ahju ahela struktuur.
Erinevate alalisvoolu energiasalvestuskomponentide järgi saab vahesagedusahjud üldiselt jagada voolu tüüpi vahesagedusahjudeks ja pingetüüpi vahesagedusahjudeks.Voolutüüpi vahesagedusahju energiasalvestiks on suur induktiivpool, pingetüüpi vahesagedusahju energiasalvestiks aga suur kondensaator.Nende kahe vahel on ka muid erinevusi, näiteks: voolu tüüpi vahesagedusahju juhib türistor, koormusresonantsahel on paralleelresonants, pinge tüüpi vahesagedusahju juhib IGBT ja koormusresonantsahel on seeria resonants.Selle põhistruktuur on näidatud joonistel 2 ja 3.
harmooniline genereerimine
Niinimetatud kõrget järku harmoonilised viitavad komponentidele, mis on üle põhisageduse täisarvu, mis saadakse perioodilise mittesinusoidse vahelduvvoolu Fourier' jada lagundamisel, mida üldiselt nimetatakse kõrget järku harmoonilisteks.Sagedus (50 Hz) Sama sagedusega komponent.Harmoonilised häired on suur „avalik häiring”, mis mõjutab praeguse elektrisüsteemi toitekvaliteeti.
Harmoonikud vähendavad energeetika ülekannet ja kasutamist, panevad elektriseadmed üle kuumenema, tekitavad vibratsiooni ja müra, halvendavad isolatsioonikihti, lühendavad kasutusiga ning põhjustavad tavalisi rikkeid ja läbipõlemist.Suurendage harmoonilist sisu, põletage kondensaatori kompensatsiooniseadmed ja muud seadmed.Juhul, kui kehtetuks tunnistamise hüvitist ei saa kasutada, tekivad kehtetuks tunnistamise trahvid ja elektriarved suurenevad.Kõrgetasemelised impulssvoolud põhjustavad releekaitseseadmete ja intelligentsete robotite tööhäireid ning elektritarbimise täpne mõõtmine läheb segamini.Väljaspool toitesüsteemi on harmoonilistel suur mõju sideseadmetele ja elektroonikatoodetele.Harmoonikuid tekitav ajutine liigpinge ja ajutine liigpinge hävitavad masinate ja seadmete isolatsioonikihi, põhjustades kolmefaasilisi lühishäireid ning kahjustatud trafode harmooniline vool ja pinge tekitavad osaliselt jadaresonantsi ja paralleelresonantsi avalikus elektrivõrgus. , põhjustades suuri ohutusõnnetusi.
Vahesageduslik elektriahi on omamoodi vahesageduslik toiteallikas, mis muundatakse täpsuse ja inverteri abil vahesageduseks ning genereerib elektrivõrgus suure hulga kahjulikke kõrgetasemelisi harmoonilisi.Seetõttu on vahesagedusahjude toitekvaliteedi parandamine muutunud teadusuuringute peamiseks prioriteediks.
juhtimiskava
Suur hulk vahesagedusahjude andmesideühendusi on suurendanud elektrivõrgu impulssvoolureostust.Vahesagedusahjude harmoonilise juhtimise uurimine on muutunud kiireloomuliseks ülesandeks ja teadlased on seda laialdaselt hinnanud.Selleks, et sagedusahju tekitatud harmooniliste mõju ühisvõrku vastaks seadmete ärimaa toite- ja jaotussüsteemi nõuetele, on vaja aktiivselt rakendada meetmeid harmoonilise saaste likvideerimiseks.Praktilised ettevaatusabinõud on järgmised.
Esiteks kasutab trafo Y/Y/ühendusmustrit.Suures ruumis keskmise sagedusega induktsioonahjus kasutab plahvatuskindel lülitustrafo Y/Y/△ juhtmestiku meetodit.Muutes liiteseadise ühendusmeetodit vahelduvvoolu küljetrafoga suhtlemiseks, võib see kompenseerida iseloomuliku kõrge astme impulsivoolu, mis ei ole kõrge.Kuid hind on kõrge.
Teine on LC passiivse filtri kasutamine.Põhistruktuur on kondensaatorite ja reaktorite kasutamine järjestikku, et moodustada LC-seeria rõngaid, mis on süsteemis paralleelsed.See meetod on traditsiooniline ja suudab kompenseerida nii harmoonilisi kui ka reaktiivkoormusi.Sellel on lihtne struktuur ja seda on laialdaselt kasutatud.Kompensatsiooni jõudlust mõjutab aga võrgu ja töökeskkonna iseloomulik takistus ning süsteemiga on lihtne tekitada paralleelresonantsi.See suudab kompenseerida ainult fikseeritud sagedusega impulssvoolusid ja kompensatsiooniefekt pole ideaalne.
Kolmandaks, kasutades APF-i aktiivfiltrit, on kõrgetasemeline harmooniline summutamine suhteliselt uus meetod.APF on dünaamiline impulssvoolu kompenseerimisseade, millel on kõrge partitsioonikonstruktsioon ja kiire reageerimisvõime, see suudab jälgida ja kompenseerida impulssvoolusid sageduse ja intensiivsuse muutustega, sellel on hea dünaamiline jõudlus ja kompensatsiooni jõudlust ei mõjuta iseloomulik takistus.Praeguse hüvitise mõju on hea, seetõttu hinnatakse seda laialdaselt.
Aktiivvõimsusfilter on välja töötatud passiivsel filtreerimisel ja selle filtreeriv toime on suurepärane.Selle nimireaktiivvõimsuse koormuse vahemikus on filtreerimisefekt 100%.
Aktiivvõimsusfilter, st aktiivvõimsusfilter, APF aktiivvõimsusfilter erineb traditsioonilise LC-filtri fikseeritud kompensatsioonimeetodist ja realiseerib dünaamilise jälgimise kompensatsiooni, mis suudab täpselt kompenseerida harmoonilisi ja suuruse ja sageduse reaktiivvõimsust.APF-i aktiivfilter kuulub seeriatüüpi kõrgetasemeliste impulssvoolu kompenseerimisseadmete hulka.See jälgib välise muunduri järgi reaalajas koormusvoolu, arvutab sisemise DSP järgi koormusvoolu kõrgetasemelise impulssvoolu komponendi ja väljastab juhtandmete signaali inverteri toiteallikasse., Inverteri toiteallikat kasutatakse kõrge astme harmoonilise voolu genereerimiseks, mis on sama suurusega kui koormuse kõrge astme harmooniline vool, ja vastupidine kõrge astme harmooniline vool juhitakse elektrivõrku, et säilitada aktiivse filtri funktsiooni.
APF tööpõhimõte
Hongyani aktiivne filter tuvastab reaalajas koormusvoolu välise voolutrafo CT kaudu ja eraldab koormusvoolu harmoonilise komponendi sisemise DSP arvutuse abil ning teisendab selle digitaalses signaaliprotsessoris juhtsignaaliks.Samal ajal genereerib digitaalne signaaliprotsessor rea PWM-i impulsi laiuse modulatsiooni signaale ja saadab need sisemisse IGBT toitemoodulisse, kontrollides, et muunduri väljundfaas oleks vastupidine koormuse harmoonilise voolu suunale ja voolutugevusele. sama amplituudiga on kaks harmoonilist voolu üksteisele täpselt vastandlikud.Nihe, et saavutada harmooniliste filtreerimise funktsioon.
APF tehnilised omadused
1. Kolmefaasiline tasakaal
2. Reaktiivvõimsuse kompenseerimine, pakkudes võimsustegurit
3. Automaatse voolu piiramise funktsiooniga ei teki ülekoormust
4. Harmooniline kompensatsioon, suudab samal ajal välja filtreerida 2-50 harmoonilise voolu
5. Lihtne disain ja valik, tuleb mõõta ainult harmoonilise voolu suurust
6. Ühefaasiline dünaamiline sissepritsevool, mida süsteemi tasakaalustamatus ei mõjuta
7. Vastus koormuse muutustele 40 USA dollari jooksul, kogu reaktsiooniaeg on 10 ms (1/2 tsüklit)
Filtreeriv efekt
Harmooniliste reguleerimissagedus on kuni 97% ja harmooniliste reguleerimisvahemik on 2–50 korda lai.
turvalisem ja stabiilsem filtreerimismeetod;
Tööstuse juhtiv häiriv juhtimisrežiim, lülitussagedus on kuni 20 kHz, mis minimeerib filtreerimiskadu ja parandab oluliselt filtreerimiskiirust ja väljundi täpsust.Ja see esitab võrgusüsteemile lõpmatu impedantsi, mis ei mõjuta võrgusüsteemi takistust;ja väljundlainekuju on täpne ja veatu ning ei mõjuta teisi seadmeid.
Tugevam keskkonnaga kohanemisvõime
Ühildub diiselgeneraatoritega, parandades varutoite manööverdamise võimet;
Kõrgem tolerants sisendpinge kõikumiste ja moonutuste suhtes;
Standardne C-klassi piksekaitseseade, parandab võimet taluda halbu ilmastikutingimusi;
Rakendatav ümbritseva õhu temperatuurivahemik on tugevam, kuni -20°C ~ 70°C.
Rakendused
Valuettevõtte põhivarustuseks on vahesageduslik elektriahi.Vahesageduslik elektriahi on tüüpiline harmooniliste allikas, mis tekitab suure hulga harmoonilisi, mistõttu kompensatsioonikondensaator ei tööta normaalselt.Või nii jõuab trafo temperatuur suvel 75 kraadini, mis põhjustab elektrienergia raiskamist ja lühendab selle eluiga.
Vahesagedusahju valutsehhi toiteallikaks on 0,4KV pinge ja selle põhikoormuseks on 6-impulsiline alaldi vahesagedusahi.Alaldi seadmed genereerivad suure hulga harmoonilisi, muutes töö ajal vahelduvvoolu alalisvooluks, mis on tüüpiline harmooniliste allikas;harmooniline vool süstitakse elektrivõrku, harmooniline pinge tekib võrgu impedantsil, mis põhjustab võrgu pinge ja voolu moonutusi, mõjutab toiteallika kvaliteeti ja tööohutust, suurendab liinikadu ja pinge nihet ning avaldab negatiivset mõju võrgule ja tehase enda elektriseadmed.
1. Iseloomuliku harmoonilise analüüs
1) Vahesagedusahju alaldusseade on 6-impulsiline juhitav alaldus;
2) Alaldi poolt tekitatud harmoonilised on 6K+1 paaritu harmoonilised.Fourier-seeriat kasutatakse voolu lagundamiseks ja teisendamiseks.On näha, et voolu lainekuju sisaldab 6K±1 kõrgemat harmoonilist.Vastavalt vahesagedusahju katseandmetele on harmooniline Lainevoolu sisaldus näidatud allolevas tabelis:
Vahesagedusahju tööprotsessi käigus tekib suur hulk harmoonilisi.Vahesagedusahju katse- ja arvutustulemuste kohaselt on iseloomulikud harmoonilised peamiselt 5., 7., 11. ja 13. harmoonilised voolud suhteliselt suured ning pinge ja voolu moonutused on tõsised.
2. Harmoonilise juhtimise skeem
Vastavalt ettevõtte tegelikule olukorrale on Hongyan Electric välja töötanud täieliku filtreerimislahenduste komplekti vahesagedusahjude harmooniliseks juhtimiseks.Arvestades koormuse võimsustegurit, harmooniliste neeldumisvajadusi ja tausta harmoonilisi, paigaldatakse ettevõtte trafo 0,4KV madalpinge poolele aktiivsete filtreerimisseadmete komplekt.Harmoonikuid juhitakse.
3. Filtri efekti analüüs
1) Aktiivne filterseade käivitatakse ja see jälgib automaatselt vahesagedusahju erinevate koormusseadmete muutusi, nii et iga harmoonilist saab tõhusalt välja filtreerida.Vältige kondensaatoripanga ja süsteemiahela paralleelresonantsist põhjustatud läbipõlemist ning tagage reaktiivvõimsuse kompensatsioonikapi normaalne töö;
2) Harmoonilised voolud on pärast ravi tõhusalt paranenud.Kasutusele võtmata jäänud 5., 7. ja 11. harmooniline vool ületati tõsiselt.Näiteks 5. harmooniline vool langeb 312A-lt umbes 16A-ni;7. harmooniline vool langeb 153A-lt umbes 11A-ni;11. harmooniline vool langeb 101A-lt umbes 9A-ni;Vastama riiklikule standardile GB/T14549-93 “Avaliku võrgu toitekvaliteedi harmoonikad”;
3) Pärast harmoonilist juhtimist vähendatakse trafo temperatuuri 75 kraadilt 50 kraadini, mis säästab palju elektrienergiat, vähendab trafo täiendavat kadu, vähendab müra, parandab trafo kandevõimet ja pikendab trafo koormust. trafo kasutusiga;
4) Pärast töötlemist paraneb tõhusalt vahesagedusahju toiteallika kvaliteet ja paraneb vahesagedusega toiteallika kasutusmäär, mis soodustab süsteemi pikaajalist ohutut ja ökonoomset toimimist ning majanduslik kasu;
5) Vähendage jaotusliini kaudu voolava voolu efektiivset väärtust, parandage võimsustegurit ja kõrvaldage jaotusliini kaudu voolavad harmoonilised, vähendades seeläbi oluliselt liinikadu, vähendades jaotuskaabli temperatuuri tõusu ja parandades koormust liini läbilaskevõime;
6) Vähendada juhtimisseadmete ja releekaitseseadmete valesti töötamist või keeldumist ning parandada toitevarustuse ohutust ja töökindlust;
7) kompenseerida kolmefaasiline voolu tasakaalustamatus, vähendada trafo ja liini vasekadu ja nullvoolu ning parandada toiteallika kvaliteeti;
8) Pärast APF-i ühendamist võib see suurendada ka trafo ja jaotuskaablite kandevõimet, mis võrdub süsteemi laiendamisega ja vähendab investeeringuid süsteemi laiendamisse.
Postitusaeg: 13. aprill 2023