参数及谐波比较

1、中频电源谐波分析中频电源由于采用了晶闸管整流电路，其输入电流不是正弦波。对于最基本的三相6脉整流电路，其输入电流是一个宽度为120的正负对称的方波电流。这种非正弦波，除了基波（频率与电网频率相同）外，还含有许多谐波电流。谐波电流是有害无益的，它一方面增加了整流变压器铁心的涡流损耗，同时，会使接在电网中的电容负载（如无功补偿电容器）和其他具有电磁铁心的负载（如变压器、电动机、交流接触器等）过热，对有线广播及电讯产生干扰，并会对共用电网的精密测量仪器产生附加误差。随着功率的增大，谐波对其他用电设备的影响变得更加恶劣。为此，世界各国对整流电路的容量和谐波含量都有限制。为了减少大功率中频电源对电网的干

2、扰，可采用两个方法。第一种方法是被动地吸收谐波电流，可采用加接无源的LC滤波器或有源的电力电子滤波装置，以它来提供谐波电流的通路，从而减小谐波电流对其他电器的影响。这种方法需要增加的滤波装置随电源功率的增大，其制造代价相当昂贵。另外一个更为有效的方法主动减少谐波含量，主要是增加整流相数，即增加整流电压的脉波数。下面我们对基本的6脉整流中频电源和增加脉波数减少谐波含量的12脉整流中频电源及24脉整流中频电源的工作波形进行分析比较。一、6脉整流电路6脉整流中频电源的电路结构如图1（A）所示，图1（B）是6脉整流电路的工作电流波形。根据数学分析可知，其电网电流的数学表示如下：对上述公式的数学计算表明

3、，谐波电流总幅值与基波电流的比例为29%。最低次谐波是5倍频，幅值达20%。可见6脉整流电路的谐波含量比较高。因此大功率中频电源不宜采用6脉整流结构。（A） 电路结构（B） 电流波形图1 6脉整流中频电源二、12脉整流电路12脉整流中频电源的电路结构如图2（A）所示，图2（B）是12脉整流电路的工作电流波形。根据数学分析可知，其电网电流的数学表示如下：对上述公式的数学计算表明，谐波电流总幅值与基波电流的比例为14%。与6脉整流电路相比，谐波含量大大减少，且最低次谐波是11倍频，幅值仅为9%。实际上由于变压器及传输线路的分布阻抗有一定的滤波效果，一般实测的谐波含量要低于理论计算值。（A） 电路结

4、构（B）电流波形图2 12脉中频电源三、24脉整流电路24脉整流中频电源的电路结构如图3（A）所示，图3（B）是24脉整流电路的工作电流波形。根据数学分析可知，其电网电流的数学表示如下：对上述公式的数学计算表明，谐波电流总幅值与基波电流的比例为7%，谐波含量已经很低。由于最低次谐波是23倍频即1150HZ，频率远高于基波频率，经过变压器漏阻抗及传输线路的分布阻抗滤波后，衰减很快。因此在电网接入点实测时，谐波含量比理论计算要小的多，一般低于3%。（A） 电路结构（B） 电流波形图3 24脉中频电源四、分析结论根据以上分析结果，我们将三种整流电路的谐波特性列表比较如下：名称 类型6脉整流12脉整流

5、24脉整流总谐波含量29%14%7%最低次谐波5倍频11倍频23倍频 GW-20/0.25熔炼炉成套设备技术规格 20吨钢壳中频炉技术参数参数名称单位数值整流模式脉24铁水容积吨20-25最大功率KW12000单位电耗度/吨580中频电源进线电压V1000感应器内径mm1750感应器电压V3200中频频率HZ250最小熔化率吨/小时18冷却水流量炉体吨/小时250中频电源吨/小时100冷却水进水压力MPa0.3冷却水进水温度=35冷却水温升=15传动方式液压炉体最大倾转度度100 备注:一）. 冷却水池大小按冷却流量的23倍设计,深度不得超过2米.二）. 20T电炉整流变压器的型号与规格:ZS

6、-6300/35(副边双绕组输出) 联结组标号：Y，d11/yno;副边电压:1000V。技术条件ZS-6300/35整流变压器 1本技术条件适用范围：产品代号型号 ZS-6300/35额定容量 6300KVA额定电压 （355%）/1kv额定电流 104/1820A 1820A接线图及连接组Dd0yn11或Dd2yn1频率 50HZ装置种类 户内冷却方式 ONAN2本产品的基本技术条件： JB/T 8636-19973本产品的重要技术资料及有关数据：高压联结方式： 三角形，带移相7.5低压1联结方式：星型，带0线低压2联结方式：三角型轨距（MM） 纵向1475 横向14754.技术数据：试验数据（75）设计值裕度%标准值高-中高-低中-低负载损耗 （W）59300+15短路阻抗 （%）8.3310空载损耗 （W）10400+15空载电流 （%）0.55+305.高压试验标准：6.重量： （KG）7.特殊要求：外施高压（50HZ 1MIN