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中頻電源--高次諧波

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中頻電源--高次諧波

發布日期:2021-10-15 作者:西安海翔機電 點擊:

1.     整流過程的諧波:

三相整流爲6脈波,即m=6,整流後包含直流重量和諧波重量。其中諧波重量幅值的付立葉表達式經化簡後得:

    Uk=(- 2mUm/π)×[(coskπ×sinπ/m)÷(m2k2-1)]

其中k爲正整數,m爲3的偶數,因此,理想的整流曲線只存在3的倍數的各項諧波。由上式知,隨著諧波次數的增加,諧波幅值急劇下降。設變壓器付邊各項電壓是畸變的正弦曲線,僅含有奇次諧波,所有3的倍數的高次諧波重量,其幅值相等且相位一致,;其它各項高次諧波重量幅值相等但相位相差1200。

根據這個規律可知,當三相四線制繞組Y接線時,由于三個相內的3的倍數的高次諧波幅值相等,相位雷同,設有回路可通,也就不存在3的倍數的諧波電流,自然克制了3的倍數的高次諧波值相等,相位雷同,將在Δ繞組內形成閉合環流,在變壓器鐵芯中形成的磁通在職何瞬間均相互抵消,故在繞組內不會感應3的倍數的高次諧波電勢。

2.     逆變電路:

中頻電源采用交-直-交線路,逆變電路是將直流逆變成單相中頻電流,其電流近乎于方波,而電壓爲相近正弦波,在整流與逆變之間接有平波電抗器,平波電抗器除有對整流脈動電流進行濾波及對間斷波進行續流,使得小功率狀態下中頻可連續工作不至于制止工作外,還有一個很重要的功能就是阻止高次諧波對電網的反串干擾。

 

衆所周知,電感對交流的阻抗XL正比于交流的頻率ω。三相整流爲50Hz,而中頻通常爲幾千Hz,中頻的諧波是基頻的K倍(K爲整數)。正因爲中頻及諧波的頻率是市電(50Hz)頻率的幾十至幾百倍,電抗器對它的阻抗也就比市電要高得多,因此由中頻反串到電網的高次諧波影響是微不足道的。

3.     結論:

3.1三相整流電路引起的諧波只存在奇次不存在偶次,對變壓器原邊的電網影響極小,但對變壓器付邊的負載有輕微影響。其諧波重量與中頻整流角有直接關系。由于我們在線的整流電路采用逆變角變換技術,在中頻功率達到滿功率64%時整流已經全開通,故在大功率輸出時諧波影響可以疏忽不計。

3.2逆變電路工作頻率高,很難通過電抗器反串到電網。換向電感的使用,大大降低了換流時的高次諧波重量。但在中頻爐周圍一米範圍內,由于大功率加在線圈上發射波將對儀表和電器引起幹擾。但中頻頻率相對于無線電波而言頻率是非常低的,故發射不遠。實踐證明,在中頻爐臨近打手機信號不受影響。

3.3通過我們多年在數百家用戶現場觀察,在中頻電源周圍與其配套工作的計算機、變頻器、紅外儀、溫控儀表、編程器、數控機床、機械手等均可正常使用,未碰到過不能工作的現象。


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