Per riduce l'inquinamentu di a corrente di impulsu causata da u fornu di frequenza intermedia, a Cina hà aduttatu a tecnulugia di rettificatore multi-pulse, è hà sviluppatu parechji equipaghji di furnace di frequenza intermedia, cum'è forni di frequenza intermedia di 6, 12 è 24 impulsi, ma perchè u costu di l 'ùrtimi hè relativamente altu High, assai cumpagnii ironmaking sò sempre melting materii metalliche in furnaces 6-pulse freccia intermediate, è u prublema di puluzzioni di l 'ambienti currenti ùn pò esse ignoratu.Attualmente, ci sò principarmenti dui tipi di schemi di gestione per l'armoniche di furnace di frequenza: unu hè u schema di gestione di sollievu, chì hè unu di i metudi per caccià i prublemi armonichi attuali, è hè una misura preventiva per prevene l'armoniche di intermedi. forni à induzione di frequenza.Ancu s'è u sicondu metudu pò trattà cù u prublema sempre più seriu di a contaminazione ambientale armonica in parechje manere, per i forni d'induzione di freccia intermediate attualmente utilizati, solu u primu metudu pò esse usatu per cumpensà l'armoniche resultanti.Stu articulu discute u principiu di furnace IF è e so misure di cuntrollu armonica, è prupone un filtru di putenza attiva (APF) à cumpensà è cuntrullà l 'armunia in differente tappe di 6-pulse IF furnace.
Principiu elettricu di furnace di frequenza intermedia.
U furnace di frequenza intermedia hè un dispositivu di riscaldamentu di metalli rapidu è stabile, è u so equipamentu core hè un suminatu di energia di frequenza intermedia.L'alimentazione di u furnace di freccia intermedia aduprate di solitu u metudu di cunversione AC-DC-AC, è u currente alternante di frequenza di putenza di input hè uscita cum'è corrente alternata di frequenza intermedia, è u cambiamentu di frequenza ùn hè micca limitatu da a freccia di a rete elettrica.U schema di bloccu di u circuitu hè mostratu in a Figura 1:
In a Figura 1, a funzione principale di una parte di u circuitu di l'inverter hè di cunvertisce a corrente AC cummerciale trifase di u fornitore di trasmissione è distribuzione di energia in corrente AC, cumpresu u circuitu di alimentazione di u fornitore di trasmissione è distribuzione di energia, rectificatore di ponte. circuitu, circuitu di filtru è circuitu di cuntrollu di rectificatore.A funzione principale di a parte di l'inverter hè di cunvertisce u currente AC in un currente AC monofase à alta frequenza (50 ~ 10000Hz), cumpresu u circuitu di putenza inverter, u circuitu di putenza di partenza è u circuitu di putenza di carica.Infine, a corrente alternata di media frequenza monofase in a bobina d'induzione in u fornu genera un campu magneticu alternante di frequenza media, chì face chì a carica in u fornu generà forza elettromotrice induttiva, genera una grande corrente eddy in a carica, è riscalda a carica per scioglie.
Analisi armonica
L'armoniche injected in a reta di l'energia da l'alimentazione di freccia intermedia si trovanu principarmenti in u dispusitivu di rettificatore.Quì avemu pigliatu u circuitu di rettificatore di ponte à sei impulsi trifasi cum'è un esempiu per analizà u cuntenutu di l'armoniche.Trascurate tuttu u prucessu di trasferimentu di fasi è a pulsazione attuale di u circuitu d'inverter tiristori di a catena di rilascio di u produttu trifase, assumendu chì a reactance di u latu AC hè zero è l'induttanza AC hè infinita, utilizendu u metudu d'analisi di Fourier, a mità negativa è pusitiva. currenti -wave pò esse U centru di u circhiu veni usatu comu lu puntu zeru di tempu, è a formula hè derivata à calculà a tensione a-fase di u latu AC.
In a formula: Id hè u valore mediu di a corrente di u latu DC di u circuitu di rettificatore.
Pò esse vistu da a formula di sopra chì per un furnace di frequenza intermedia di 6 impulsi, pò generà un gran numaru di 5th, 7th, 1st, 13th, 17th, 19th è altri armonichi, chì ponu esse riassunti cum'è 6k ± 1 (k). hè Integer pusitivu) armonichi, u valore effittiva di ogni armonica hè inversamente proporzionale à l'ordine armonicu, è u rapportu à u valore effittiva fundamentale hè u reciprocu di l'ordine armonicu.
Struttura di circuitu di furnace di frequenza intermedia.
Sicondu i diversi cumpunenti di almacenamiento d'energia DC, i forni di freccia intermedia pò generalmente esse divisi in forni di frequenza intermedia di tipu attuale è forni di frequenza intermedia di tensione.L'elementu di almacenamentu d'energia di u fornu di freccia intermedia di u tipu attuale hè un grande induttore, mentre chì l'elementu di almacenamentu di energia di u fornu di freccia intermedia di tensione hè un grande capacitore.Ci hè altre diffirenzii trà i dui, cum'è: u furnace di frequenza intermedia di u currente hè cuntrullatu da tiristori, u circuitu di resonance di carica hè una resonance parallela, mentre chì u furnace di frequenza intermedia di tensione hè cuntrullatu da IGBT, è u circuitu di resonance di carica hè risonanza di serie.A so struttura di basa hè mostrata in Figura 2 è Figura 3.
generazione armonica
I cosiddetti armonichi d'altu ordine riferenu à i cumpunenti sopra à u multiplu interu di a freccia fundamentale ottenuta da a decomposizione di a serie periodica di Fourier AC non-sinusoidal, generalmente chjamata armonica d'altu ordine.Frequency (50Hz) U cumpunente di a stessa frequenza.L'interferenza armonica hè un "nuisance publicu" maiò chì afecta a qualità di l'energia di u sistema di putere attuale.
L'armoniche riducenu a trasmissione è l'utilizazione di l'ingegneria di l'energia, facenu surriscaldamentu di l'equipaggiu elettricu, causanu vibrazioni è rumore, deterioranu a capa d'insulazione, riducenu a vita di serviziu è causanu difetti cumuni è burnout.Aumentà u cuntenutu armonicu, brusgià l'equipaggiu di compensazione di condensatore è altri equipaghji.In u casu induve a compensazione di invalidazione ùn pò esse usata, ammende di invalidazione seranu incurru è e fatture di l'electricità aumenteranu.I currenti di impulsi d'altu ordine pruvucanu una misoperation di i dispositi di prutezzione di i relè è di i robot intelligenti, è a misurazione precisa di u cunsumu di energia serà cunfusa.Fora di u sistema di alimentazione, l'armoniche anu un grande impattu nantu à l'equipaggiu di cumunicazione è i prudutti elettronici.L'overtensione tempuranee è a sopratensione pruvisoria chì generanu armoniche distrughjeranu a strata d'insulazione di e machini è l'equipaggiu, causendu difetti di cortocircuiti trifasi, è a corrente armonica è a tensione di i trasformatori danati pruduceranu parzialmente risonanza in serie è resonance parallela in a reta di energia publica. , causendu accidenti maiò di sicurità.
U furnace elettricu di freccia intermedia hè una spezia di alimentazione di freccia intermedia, chì hè cunvertita in freccia intermedia per precisione è inverter, è genera un gran numaru di armoniche dannusu d'altu ordine in a rete elettrica.Dunque, migliurà a qualità di l'energia di i forni di freccia intermedia hè diventatu a prima priorità di a ricerca scientifica.
pianu di guvernu
Un gran numaru di cunnessione di dati di i furnace di freccia intermediate anu aggravatu a contaminazione di a corrente di impulsu di a rete elettrica.A ricerca nantu à u cuntrollu armonicu di i furnace di freccia intermediate hè diventata un compitu urgente, è hè statu assai apprezzatu da i studiosi.Per fà chì l'impattu di l'armoniche generate da u furnace di frequenza nantu à a reta publica risponde à i requisiti di u sistema di alimentazione è distribuzione di l'energia per l'equipaggiu terrenu cummerciale, hè necessariu piglià attivamente misure per eliminà a contaminazione armonica.I precautions pratichi sò i seguenti.
Prima, u transformatore usa un mudellu Y / Y / cunnessione.In u fornu d'induzione di media frequenza di grande spaziu, u trasformatore di commutazione a prova di esplosione adopta u metudu di cablaggio Y/Y/△.Cambiendu u metudu di cablaggio di u ballast per cumunicà cù u trasformatore di u latu AC, pò cumpensà a caratteristica currente di impulsu d'altu ordine chì ùn hè micca altu.Ma u costu hè altu.
U sicondu hè di utilizà filtru passivu LC.A struttura principale hè di utilizà condensatori è reattori in serie per furmà anelli di serie LC, chì sò paralleli in u sistema.Stu metudu hè tradiziunale è pò cumpensà i carichi armonichi è reattivi.Hà una struttura simplice è hè stata largamente utilizata.Tuttavia, a prestazione di compensazione hè affettata da l'impedenza caratteristica di a reta è di l'ambienti di u funziunamentu, è hè faciule per causà resonance parallele cù u sistema.Puderà solu cumpensà i currenti di impulsi di frequenza fissa, è l'effettu di compensazione ùn hè micca ideale.
Terzu, usendu u filtru attivu APF, a suppressione armonica d'altu ordine hè un metudu relativamente novu.APF hè un dispositivu di compensazione di corrente di impulsu dinamica, cù un designu di partizione alta è una risposta à alta velocità, pò seguità è cumpensà i currenti di impulsu cù cambiamenti di frequenza è intensità, hà una bona prestazione dinamica, è a prestazione di compensazione ùn serà micca affettata da l'impedenza caratteristica.L'effettu di a compensazione attuale hè bonu, cusì hè assai apprezzatu.
U filtru di putenza attiva hè sviluppatu basatu annantu à u filtru passiu, è u so effettu di filtrazione hè eccellente.Dentru a gamma di a so carica di putenza reattiva nominale, l'effettu di filtru hè 100%.
Filtru di putenza attiva, vale à dì, filtru di putenza attiva, filtru di putenza attiva APF hè sfarente da u metudu di compensazione fissa di u filtru LC tradiziunale, è realiza una compensazione dinamica di seguimentu, chì pò cumpensà accuratamente l'armoniche è a putenza reattiva di taglia è frequenza.U filtru attivu APF appartene à l'equipaggiu di compensazione di corrente di impulsu d'altu ordine di serie.Monitora a corrente di carica in tempu reale secondu u cunvertitore esternu, calcula a cumpunente di corrente di impulsu d'ordine altu in a corrente di carica in cunfurmità cù u DSP internu, è emette u signale di dati di cuntrollu à l'alimentazione di l'inverter., L'alimentazione di l'inverter hè aduprata per generà una corrente armonica d'altu ordine di a listessa dimensione cum'è a corrente armonica d'altu ordine di carica, è a corrente armonica d'ordine inversa hè introdutta in a rete elettrica per mantene a funzione di filtru attivu.
Principiu di travagliu di l'APF
U filtru attivu Hongyan rileva a corrente di carica in tempu reale attraversu u trasformatore di corrente esterna CT, è estrae a cumpunente armonica di a corrente di carica attraversu u calculu DSP internu, è u cunvertisce in un signalu di cuntrollu in u processatore di signali digitale.À u listessu tempu, u processatore di signali digitale genera una seria di segnali di modulazione di larghezza di impulsu PWM è li manda à u modulu di putenza IGBT internu, cuntrullendu a fase di output di l'inverter per esse opposta à a direzzione di a corrente armonica di carica, è a corrente. cù a listessa amplitude, i dui currenti armonichi sò esattamente opposti.Offset, cusì à ottene a funzione di filtru armoniche.
Caratteristiche tecniche APF
1. Balance tri-fasi
2. Cumpensazione di putenza reattiva, furnisce un fattore di putenza
3. Cù funzione di limitazione di corrente autumàticu, ùn ci sarà overload
4. Cumpensazione armonica, pò filtrà 2 ~ 50th currente armonica à u stessu tempu
5. Design simplice è selezzione, solu bisognu di misurà a dimensione di a corrente armonica
6. A currente di iniezione dinamica monofase, micca affettata da u sbilanciamentu di u sistema
7. A risposta à i cambiamenti di carica in 40US, u tempu di risposta tutale hè 10ms (1/2 ciclu)
Effettu di filtrazione
U tassu di cuntrollu armonicu hè altu cum'è 97%, è a gamma di cuntrollu armonicu hè largu quant'è 2 ~ 50 volte.
Metudu di filtrazione più sicura è più stabile;
U modu di cuntrollu disruptive principali in l'industria, a frequenza di commutazione hè alta quant'è 20KHz, chì minimizza a perdita di filtrazione è migliurà assai a velocità di filtrazione è a precisione di output.È presenta impedenza infinita à u sistema di griglia, chì ùn affetta micca l'impedenza di u sistema di griglia;è a forma d'onda di output hè precisa è impeccabile, è ùn affetterà micca altri equipaghji.
Adattabilità ambientale più forte
Compatibile cù generatori di diesel, migliurà a capacità di shunting di energia di salvezza;
Tolleranza più alta à i fluttuazioni è distorsioni di tensione di input;
Dispositivu standard di prutezzione di fulmini di classe C, migliurà a capacità di resistà e cundizioni climatichi cattivi;
A gamma applicabile di a temperatura ambiente hè più forte, finu à -20 ° C ~ 70 ° C.
Applicazioni
L'attrezzatura principale di una cumpagnia di fonderia hè un fornu elettricu di frequenza intermedia.U furnace elettricu di freccia intermedia hè una fonti armonica tipica, chì genera un gran numaru di armoniche, facendu chì u condensatore di compensazione ùn sia micca operatu nurmale.O cusì, a temperatura di u trasformatore righjunghji 75 gradi in l'estiu, causannu perdi di energia elettrica è accurtà a so vita.
L'attellu di fonderia di u furnace di freccia intermedia hè alimentatu da una tensione di 0.4KV, è a so carica principale hè u fornu di freccia intermedia di rectificazione di 6 impulsi.L'equipaggiu di rettificatore genera un gran numaru di armoniche mentre cunvertisce AC à DC durante u travagliu, chì hè una fonte armonica tipica;A tensione armonica hè iniettata in a rete elettrica, a tensione armonica hè generata nantu à l'impedenza di a rete, causendu a tensione di a rete è a distorsione di u currente, affettendu a qualità di l'alimentazione è a sicurezza di u funziunamentu, aumentendu a perdita di linea è l'offset di tensione, è avè un impattu negativu nantu à a rete è a rete. equipamentu elettricu di a fabbrica stessa.
1. Analisi armonica caratteristica
1) U dispusitivu di rettificazioni di u furnace di freccia intermedia hè una rectificazione cuntrullabile à 6 impulsi;
2) L'armonici generati da u rettificatore sò 6K + 1 armonici strani.A serie di Fourier hè aduprata per decompone è trasfurmà u currente.Pò esse vistu chì a forma d'onda attuale cuntene 6K ± 1 armoniche più altu.Sicondu i dati di prova di u furnace di frequenza intermedia, l'armonica U cuntenutu di corrente d'onda hè mostratu in a tabella sottu:
Durante u prucessu di travagliu di u furnace di freccia intermediate, un gran numaru di armoniche sò generati.Sicondu i risultati di a prova è di u calculu di u furnace di freccia intermediate, l'armoniche caratteristiche sò principarmenti a 5a, è a 7a, 11a è 13a correnti armoniche sò relativamente grande, è a tensione è a distorsione di corrente hè seria.
2. Schema di cuntrollu armonicu
Sicondu a situazione attuale di l'impresa, Hongyan Electric hà designatu un inseme cumpletu di suluzioni di filtrazione per u cuntrollu armonicu di i forni di freccia intermedia.In cunsiderà u fattore di putenza di carica, i bisogni di l'assorbimentu armonicu è l'armoniche di fondo, un inseme di dispositivi di filtrazione attiva hè stallatu nantu à u latu di bassa tensione 0.4KV di u trasformatore di l'impresa.L'armoniche sò guvernate.
3. analisi effettu filtre
1) U dispusitivu di filtru attivu hè messu in funziunamentu, è traccia automaticamente i cambiamenti di vari equipaghji di carica di u furnace di freccia intermedia, in modu chì ogni armonica pò esse filtrata in modu efficace.Evite u burnout causatu da a risonanza parallela di u bancu di condensatori è u circuitu di u sistema, è assicuratevi u funziunamentu normale di l'armadiu di compensazione di a putenza reattiva;
2) I currenti armonichi sò stati migliurati in modu efficace dopu à u trattamentu.I currenti armonichi 5th, 7th è 11th chì ùn sò micca stati messi in usu eranu seriamente superati.Per esempiu, a 5a corrente armonica cade da 312A à circa 16A;a 7a corrente armonica scende da 153A à circa 11A;a corrente armonica 11 scende da 101A à circa 9A;Conforme à u standard naziunale GB/T14549-93 "Power Quality Harmonics of Public Grid";
3) Dopu à u cuntrollu armonicu, a temperatura di u trasformatore hè ridutta da 75 gradi à 50 gradi, chì risparmia assai energia elettrica, riduce a perdita addiziale di u trasformatore, riduce u rumore, migliurà a capacità di carica di u trasformatore, è allunga u vita di serviziu di u transformatore;
4) Dopu à u trattamentu, a qualità di l'alimentazione di u furnace di freccia intermedia hè effittivamenti migliurata, è a rata d'utilizazione di l'alimentazione di freccia intermedia hè migliurata, chì conduce à u funziunamentu sicuru è ecunomicu à longu andà di u sistema è a migliurà di benefici ecunomichi;
5) Reduce u valore efficau di u currente chì scorri à traversu a linea di distribuzione, migliurà u fattore di putenza, è eliminà l'armoniche chì scorri à traversu a linea di distribuzione, riducendu cusì assai a perdita di linea, riducendu l'aumentu di a temperatura di u cable di distribuzione, è migliurà a carica. capacità di a linea;
6) Reduce a misoperation o u rifiutu di l'equipaggiu di cuntrollu è i dispositi di prutezzione di i relè, è migliurà a sicurità è l'affidabilità di l'alimentazione;
7) Cumpensà u sbilanciatu di corrente trifase, riduce a perdita di rame di u trasformatore è a linea è a corrente neutra, è migliurà a qualità di l'alimentazione;
8) Dopu chì l'APF hè cunnessu, pò ancu aumentà a capacità di carica di u transformatore è i cables di distribuzione, chì hè equivalente à una espansione di u sistema è reduce l'investimentu in l'espansione di u sistema.
Postu tempu: Apr-13-2023