• 中頻爐的電磁兼容問題與控制

    2015/4/9 16:01:50??????點擊:
      中頻爐利用磁場感應渦電流的原理對金屬進行加熱。利用磁場感應電流加熱金屬是一個傳統的工藝,但是過去大多采用工頻電流,直接采用工頻磁場感應加熱的效率很低。中頻爐的原理是將工頻電流轉變成更高頻率(稱為中頻)的電流,提高了加熱效率,中頻爐的頻率一般在150Hz~3kHz。
      中頻爐本身等效成一個變壓器,爐體內部的待加工金屬是變壓器的次級繞組,爐體外面的線圈是初級繞組。當在初級施加電流時,次級就會感應出電流,產生熱量,使金屬熔化。向初級線圈中注入電流的裝置稱為中頻爐的電源。中頻爐的電源實際就是一個逆變器,將工頻電壓整流為直流電壓后,逆變得到更高頻率(也就是中頻)的電壓。
      中頻爐工作時,產生較強的諧波電流發射和射頻電流發射。諧波電流帶來的主要危害包括:
      1) 導致電纜過熱:諧波電流流過電纜時,比基波電流產生更大熱量。因為我們在進行線路設計時,導體的截面積是按照基波頻率設計的,而當這些導體中流過諧波電流時,會引起導體過熱,進而導致電纜早期老化、甚至誘發火災。
      2) 導致變壓器過熱:諧波電流流過變壓器時,使變壓器在沒有達到額定功率時便出現溫度過高的現象,導致變壓器的實際容量降低。過高的溫度會縮短變壓器的壽命。
      3) 損傷無功補償裝置:諧波電流導致無功補償裝置頻繁損壞,或者進入保護狀態,有時,不僅無功補償器出現故障,甚至變壓器也會遭到損壞。
      4) 干擾其它電氣電子設備:諧波電流會導致數字控制設備,PLC、數控機床等,發生誤動作;還會導致信號采集系統、測量儀器等的精度降低,以及電動機發生抖動、過熱。
      5) 導致保護器意外跳閘:也就是電路的負荷遠沒有達到額定負荷的狀態下,電路保護裝置就會動作。
      6) 增加能耗:諧波電流會導致變壓器和導線發出額外的熱量,這些都會導致額外的電能消耗。另外,諧波電流所產生的功率都是無功功率,這也會增加能耗。
      由于中頻爐的諧波電流發射會導致上述的種種危害,因此,對中頻爐進行諧波治理是十分必要的。ZHF諧波濾波器是專為中頻爐開發的諧波濾波器,它能夠濾除5次以上的各次諧波電流。通過治理諧波電流,可以獲得如下好處:
      1) 配電系統更加穩定:由于沒有諧波電流,變壓器和電纜不會過熱,延長了變壓器和電纜壽命,并且繼電保護裝置不會誤動作,使配電更加穩定;
      2) 無功補償裝置更加安全:由于沒有諧波電流流進無功補償裝置,無功補償裝置能夠達到設計的性能,保證功率滿足電力公司的要求;
      3) 節省能源:由于功率因數提高,能夠節省電費。另外,消除了諧波電流導致的發熱,自然節省了能耗。
      4) 不會干擾其它電氣電子設備:同一個電網上的數字控制設備,PLC、數控機床等,工作更加穩定。
      ZHF諧波濾波器適合于各種6脈整流電路為輸入電路的中頻爐。在選用時,需要提供:中頻爐的工作電壓、功率(或者電流)、中頻爐屬于電壓源性的還是電流源性的(或者,中頻爐的整流電路是普通二極管正流,還是可控硅的相控整流)。
      對于普通二極管整流的中頻爐,安裝濾波器后,總諧波電流畸變率THID<10%。對于可控硅整流的中頻爐,安裝濾波器后,總諧波電流畸變率THID<15%。
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