Aralıq tezlikli sobanın yaratdığı nəbz cərəyanının çirklənməsini azaltmaq üçün Çin çox impulslu rektifikator texnologiyasını qəbul etdi və 6 impulslu, 12 impulslu və 24 impulslu ara tezlikli sobalar kimi bir neçə ara tezlikli soba avadanlığı inkişaf etdirdi, lakin sonuncunun dəyəri nisbətən yüksək olduğundan, bir çox dəmirqayırma şirkətləri hələ də 6 impulslu ara tezlikli sobalarda metal materialları əridir və nəbz cərəyanı ilə ətraf mühitin çirklənməsi problemini nəzərdən qaçırmaq olmaz.Hal-hazırda, tezlik sobalarının harmonikləri üçün əsasən iki növ idarəetmə sxemi mövcuddur: biri cari harmonik problemlərdən xilas olmaq üsullarından biri olan relyef idarəetmə sxemidir və aralıq harmoniklərin qarşısını almaq üçün profilaktik tədbirdir. tezlikli induksiya sobaları.İkinci üsul getdikcə daha ciddi olan harmonik ətraf mühitin çirklənməsi problemini bir çox cəhətdən həll edə bilsə də, hazırda istifadə olunan ara tezlikli induksiya sobaları üçün yalnız birinci üsuldan yaranan harmonikləri kompensasiya etmək olar.Bu yazıda IF sobasının prinsipi və onun harmonik nəzarət tədbirləri müzakirə edilir və 6 impulslu IF sobasının müxtəlif mərhələlərində harmonikləri kompensasiya etmək və idarə etmək üçün aktiv güc filtri (APF) təklif olunur.
Ara tezlikli sobanın elektrik prinsipi.
Aralıq tezlikli soba sürətli və dayanıqlı metal istilik cihazıdır və onun əsas avadanlığı ara tezlikli enerji təchizatıdır.Aralıq tezlikli sobanın enerji təchizatı adətən AC-DC-AC çevrilmə metodunu qəbul edir və giriş gücü tezliyi alternativ cərəyanı ara tezlikli alternativ cərəyan kimi çıxış edir və tezlik dəyişikliyi elektrik şəbəkəsinin tezliyi ilə məhdudlaşmır.Dövrə blok diaqramı Şəkil 1-də göstərilmişdir:
Şəkil 1-də inverter dövrəsinin bir hissəsinin əsas funksiyası elektrik ötürücü və paylayıcı provayderin üç fazalı kommersiya dəyişən cərəyanını alternativ cərəyana, o cümlədən elektrik ötürücü və paylayıcı provayderin enerji təchizatı dövrəsini, körpü düzəldicisini çevirməkdir. dövrə, filtr sxemi və rektifikatorun idarəetmə sxemi .İnverter hissəsinin əsas funksiyası AC cərəyanını bir fazalı yüksək tezlikli AC cərəyanına (50~10000Hz), o cümlədən çeviricinin güc dövrəsini, başlanğıc güc dövrəsini və yük enerjisi dövrəsini çevirməkdir.Nəhayət, sobada induksiya bobinində birfazalı orta tezlikli dəyişən cərəyan orta tezlikli dəyişən maqnit sahəsi yaradır ki, bu da sobadakı yükün induksiya elektromotor qüvvəsini yaratmasına səbəb olur, yükdə böyük burulğan cərəyanı yaradır və yükü əritmək üçün qızdırır.
Harmonik analiz
Aralıq tezlikli enerji təchizatı ilə elektrik şəbəkəsinə vurulan harmoniklər əsasən rektifikator cihazında baş verir.Burada harmoniklərin məzmununu təhlil etmək üçün nümunə olaraq üç fazalı altı impulslu tam idarəetmə körpü düzəldici sxemini götürürük.Üç fazalı məhsul buraxma zəncirinin tiristor çevirici dövrəsinin bütün faza ötürmə prosesini və cərəyan pulsasiyasını laqeyd qoyaraq, AC tərəfinin reaktivliyinin sıfır olduğunu və AC endüktansının sonsuz olduğunu qəbul edərək, Furye analizi metodundan istifadə edərək, mənfi və müsbət yarı. -dalğa cərəyanları ola bilər. Dairənin mərkəzi zamanın sıfır nöqtəsi kimi istifadə olunur və AC tərəfinin a-faza gərginliyini hesablamaq üçün düstur alınır.
Düsturda: İd rektifikator dövrəsinin DC yan cərəyanının orta qiymətidir.
Yuxarıdakı düsturdan görünür ki, 6 impulslu ara tezlikli soba üçün çoxlu sayda 5-ci, 7-ci, 1-ci, 13-cü, 17-ci, 19-cu və digər harmonikləri yarada bilər ki, bunları 6k ± 1 (k) kimi ümumiləşdirmək olar. müsbət Tam ədəddir) harmonikləri, hər bir harmonikanın effektiv qiyməti harmonik sıraya tərs mütənasibdir və əsas effektiv qiymətə nisbəti harmonik sıranın əksidir.
Aralıq tezlikli sobanın dövrə quruluşu.
Müxtəlif DC enerji saxlama komponentlərinə görə, ara tezlikli sobalar ümumiyyətlə cari tipli ara tezlikli sobalara və gərginlik tipli ara tezlikli sobalara bölünə bilər.Cari tipli ara tezlikli sobanın enerji saxlama elementi böyük induktor, gərginlik tipli ara tezlikli sobanın enerji saxlama elementi isə böyük bir kondansatördür.İkisi arasında digər fərqlər də var, məsələn: cərəyan tipli ara tezlik sobası tiristor tərəfindən idarə olunur, yük rezonans dövrəsi paralel rezonansdır, gərginlik tipli ara tezlik sobası IGBT tərəfindən idarə olunur və yük rezonans dövrəsi sıra rezonansı.Onun əsas strukturu Şəkil 2 və Şəkil 3-də göstərilmişdir.
harmonik nəsil
Yüksək nizamlı harmoniklər, ümumiyyətlə yüksək nizamlı harmoniklər adlanan dövri qeyri-sinusoidal AC Furye seriyasının parçalanması ilə əldə edilən əsas tezliyin tam qatının üstündəki komponentlərə aiddir.Tezlik (50Hz) Eyni tezliyin komponenti.Harmonik müdaxilə cari enerji sisteminin enerji keyfiyyətinə təsir edən əsas “ictimai narahatlıq”dır.
Harmoniklər energetikanın ötürülməsini və istifadəsini azaldır, elektrik avadanlıqlarının həddindən artıq istiləşməsinə səbəb olur, vibrasiya və səs-küyə səbəb olur, izolyasiya təbəqəsini pisləşdirir, xidmət müddətini azaldır, ümumi nasazlıqlara və yanmalara səbəb olur.Harmonik məzmunu artırın, kondansatör kompensasiya avadanlıqlarını və digər avadanlıqları yandırın.Etibarsızlıq kompensasiyasından istifadə etmək mümkün olmadıqda, etibarsızlıq cərimələri çəkiləcək və elektrik enerjisi haqqı artacaq.Yüksək nizamlı impuls cərəyanları rele qoruyucu qurğuların və ağıllı robotların səhv işləməsinə səbəb olacaq və enerji istehlakının dəqiq ölçülməsi qarışıq olacaq.Enerji təchizatı sistemindən kənarda harmoniklər rabitə avadanlıqlarına və elektron məhsullara böyük təsir göstərir.Harmoniklər yaradan müvəqqəti həddindən artıq gərginlik və müvəqqəti həddindən artıq gərginlik maşın və avadanlıqların izolyasiya təbəqəsini məhv edərək üç fazalı qısaqapanma nasazlıqlarına, zədələnmiş transformatorların harmonik cərəyanı və gərginliyi isə ümumi elektrik şəbəkəsində qismən sıra rezonans və paralel rezonans yaradacaq. , böyük təhlükəsizlik qəzalarına səbəb olur.
Aralıq tezlikli elektrik sobası bir növ ara tezlikli enerji təchizatıdır, dəqiqlik və çevirici vasitəsilə ara tezlikə çevrilir və elektrik şəbəkəsində çoxlu sayda zərərli yüksək dərəcəli harmoniklər yaradır.Buna görə də, ara tezlikli sobaların enerji keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması elmi tədqiqatların əsas prioritetinə çevrilmişdir.
idarəetmə planı
Aralıq tezlikli sobaların çox sayda məlumat bağlantısı elektrik şəbəkəsinin nəbz cərəyanının çirklənməsini ağırlaşdırdı.Aralıq tezlikli sobaların harmonik nəzarəti üzrə tədqiqatlar aktual bir işə çevrilmiş və alimlər tərəfindən geniş qiymətləndirilir.Tezlik sobasının yaratdığı harmoniklərin ictimai şəbəkəyə təsirinin kommersiya torpaqlarının avadanlıqları üçün enerji təchizatı və paylama sisteminin tələblərinə cavab verməsi üçün harmonik çirklənmənin aradan qaldırılması üçün fəal tədbirlər görmək lazımdır.Praktik ehtiyat tədbirləri aşağıdakılardır.
Birincisi, transformator Y/Y/bağlantı modelindən istifadə edir.Böyük kosmik orta tezlikli induksiya sobasında, partlayışa davamlı keçid transformatoru Y/Y/△ naqil metodunu qəbul edir.AC yan transformatoru ilə əlaqə yaratmaq üçün balastın naqil üsulunu dəyişdirərək, yüksək olmayan xarakterik yüksək dərəcəli nəbz cərəyanını əvəz edə bilər.Amma dəyəri yüksəkdir.
İkincisi, LC passiv filtrdən istifadə etməkdir.Əsas quruluş, sistemdə paralel olan LC seriyası halqaları yaratmaq üçün kondansatör və reaktorları ardıcıl olaraq istifadə etməkdir.Bu üsul ənənəvidir və həm harmonikləri, həm də reaktiv yükləri kompensasiya edə bilər.Sadə bir quruluşa malikdir və geniş istifadə olunur.Bununla belə, kompensasiya performansı şəbəkənin və əməliyyat mühitinin xarakterik empedansından təsirlənir və sistemlə paralel rezonansa səbəb olmaq asandır.O, yalnız sabit tezlikli impuls cərəyanlarını kompensasiya edə bilər və kompensasiya effekti ideal deyil.
Üçüncüsü, APF aktiv filtrindən istifadə etməklə yüksək dərəcəli harmonik bastırma nisbətən yeni bir üsuldur.APF, yüksək bölmə dizaynı və yüksək sürətli reaksiya ilə dinamik nəbz cərəyanı kompensasiya cihazıdır, tezlik və intensivlik dəyişiklikləri ilə nəbz cərəyanlarını izləyə və kompensasiya edə bilər, yaxşı dinamik performansa malikdir və kompensasiya performansı xarakterik impedansdan təsirlənməyəcəkdir.Cari kompensasiyanın təsiri yaxşıdır, ona görə də geniş şəkildə qiymətləndirilir.
Aktiv güc filtri passiv filtrləmə əsasında hazırlanmışdır və onun filtrləmə effekti əladır.Onun nominal reaktiv güc yükü daxilində filtrləmə effekti 100% təşkil edir.
Aktiv güc filtri, yəni aktiv güc filtri, APF aktiv güc filtri ənənəvi LC filtrinin sabit kompensasiya metodundan fərqlidir və harmonikləri və ölçü və tezliyin reaktiv gücünü dəqiq kompensasiya edə bilən dinamik izləmə kompensasiyasını həyata keçirir.APF aktiv filtri seriya tipli yüksək sifarişli impuls cərəyanının kompensasiya avadanlığına aiddir.Xarici çeviriciyə uyğun olaraq real vaxt rejimində yük cərəyanına nəzarət edir, daxili DSP-yə uyğun olaraq yük cərəyanında yüksək dərəcəli impuls cərəyanı komponentini hesablayır və idarəetmə məlumat siqnalını çeviricinin enerji təchizatına verir., İnverterin enerji təchizatı yük yüksək dərəcəli harmonik cərəyanla eyni ölçüdə yüksək nizamlı harmonik cərəyan yaratmaq üçün istifadə olunur və aktiv filtr funksiyasını saxlamaq üçün əks yüksək dərəcəli harmonik cərəyan elektrik şəbəkəsinə daxil edilir.
APF-nin iş prinsipi
Hongyan aktiv filtri xarici cərəyan transformatoru CT vasitəsilə real vaxt rejimində yük cərəyanını aşkar edir və daxili DSP hesablaması vasitəsilə yük cərəyanının harmonik komponentini çıxarır və rəqəmsal siqnal prosessorunda nəzarət siqnalına çevirir.Eyni zamanda, rəqəmsal siqnal prosessoru bir sıra PWM impuls eni modulyasiya siqnalları yaradır və onları daxili IGBT güc moduluna göndərir, inverterin çıxış fazasını yükün harmonik cərəyanının istiqamətinə və cərəyanın əksinə olaraq idarə edir. eyni amplituda ilə iki harmonik cərəyan bir-birinə tam əksdir.Harmoniklərin süzülməsi funksiyasına nail olmaq üçün ofset.
APF texniki xüsusiyyətləri
1. Üç fazalı balans
2. Reaktiv gücün kompensasiyası, güc amilini təmin edir
3. Avtomatik cərəyanı məhdudlaşdıran funksiya ilə heç bir yüklənmə baş verməyəcək
4. Harmonik kompensasiya, eyni zamanda 2~50-ci harmonik cərəyanı süzə bilər
5. Sadə dizayn və seçim, yalnız harmonik cərəyanın ölçüsünü ölçmək lazımdır
6. Sistem balanssızlığından təsirlənməyən bir fazalı dinamik inyeksiya cərəyanı
7. 40US daxilində yük dəyişikliklərinə reaksiya, ümumi cavab müddəti 10ms (1/2 dövr)
Filtrləmə effekti
Harmonik nəzarət dərəcəsi 97% qədər yüksəkdir və harmonik nəzarət diapazonu 2 ~ 50 dəfə genişdir.
Daha təhlükəsiz və daha sabit filtrləmə üsulu;
Sənayedə aparıcı pozucu nəzarət rejimi, keçid tezliyi 20KHz qədər yüksəkdir, bu da filtrləmə itkisini minimuma endirir və filtrləmə sürətini və çıxış dəqiqliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.Və o, şəbəkə sisteminə sonsuz empedans təqdim edir, bu da şəbəkə sisteminin empedansına təsir etmir;və çıxış dalğa forması dəqiq və qüsursuzdur və digər avadanlıqlara təsir etməyəcək.
Ətraf mühitə daha güclü uyğunlaşma
Dizel generatorları ilə uyğun gəlir, ehtiyat güc manevr qabiliyyətini artırır;
Giriş gərginliyinin dəyişməsinə və təhriflərə qarşı yüksək tolerantlıq;
Standart C-class ildırımdan mühafizə cihazı, pis hava şəraitinə tab gətirmək qabiliyyətini təkmilləşdirir;
Tətbiq olunan mühit temperaturu diapazonu daha güclüdür, -20°C~70°C-ə qədər.
Tətbiqlər
Döküm şirkətinin əsas avadanlığı ara tezlikli elektrik sobasıdır.Aralıq tezlikli elektrik sobası tipik bir harmonik mənbədir, çoxlu sayda harmonik yaradır və kompensasiya kondansatörünün normal işləməməsinə səbəb olur.Ya da belədir ki, yayda transformatorun temperaturu 75 dərəcəyə çatır, elektrik enerjisinin israfına səbəb olur və ömrünü qısaldır.
Aralıq tezlikli sobanın tökmə sexi 0,4KV gərginliklə qidalanır və onun əsas yükü 6 impulslu rektifikasiyalı ara tezlikli sobadır.Düzəldici avadanlıq tipik harmonik mənbə olan iş zamanı AC-ni DC-yə çevirərkən çoxlu sayda harmonik yaradır;elektrik şəbəkəsinə harmonik cərəyan yeridilir, şəbəkə empedansında harmonik gərginlik yaranır, şəbəkə gərginliyinə və cərəyanın təhrifinə səbəb olur, enerji təchizatı keyfiyyətinə və əməliyyat təhlükəsizliyinə təsir göstərir, xətt itkisini və gərginliyin ofsetini artırır, şəbəkəyə və şəbəkəyə mənfi təsir göstərir. fabrikin özünün elektrik avadanlıqları.
1. Xarakterik harmonik analiz
1) Aralıq tezlikli sobanın rektifikasiya qurğusu 6 impulslu idarə olunan rektifikasiyadır;
2) Düzləşdiricinin yaratdığı harmoniklər 6K+1 tək harmoniklərdir.Fourier seriyası cərəyanı parçalamaq və çevirmək üçün istifadə olunur.Görünür ki, cari dalğa forması 6K±1 daha yüksək harmonikləri ehtiva edir.Aralıq tezlikli sobanın test məlumatlarına görə, harmonik Dalğa cərəyanının məzmunu aşağıdakı cədvəldə göstərilmişdir:
Aralıq tezlikli sobanın iş prosesi zamanı çoxlu sayda harmoniklər əmələ gəlir.Aralıq tezlikli sobanın sınaq və hesablama nəticələrinə görə xarakterik harmoniklər əsasən 5-ci, 7-ci, 11-ci və 13-cü harmonik cərəyanlar isə nisbətən böyükdür, gərginlik və cərəyan təhrifi ciddidir.
2. Harmonik idarəetmə sxemi
Müəssisənin faktiki vəziyyətinə görə, Hongyan Electric aralıq tezlikli sobaların harmonik nəzarəti üçün tam filtrləmə həlləri dəsti hazırlamışdır.Yükün güc amili, harmonik udma ehtiyacları və fon harmonikləri nəzərə alınmaqla, müəssisə transformatorunun 0,4KV-lik aşağı gərginlikli tərəfində bir sıra aktiv filtrləmə cihazları quraşdırılmışdır.Harmoniklər idarə olunur.
3. Filtr effektinin təhlili
1) Aktiv filtr cihazı işə salınır və hər bir harmonik effektiv şəkildə süzülə bilməsi üçün ara tezlikli sobanın müxtəlif yük avadanlığının dəyişikliklərini avtomatik izləyir.Kondansatör bankının və sistem dövrəsinin paralel rezonansı nəticəsində yaranan tükənmənin qarşısını almaq və reaktiv gücün kompensasiya şkafının normal işləməsini təmin etmək;
2) Harmonik cərəyanlar müalicədən sonra effektiv şəkildə yaxşılaşdırıldı.İstifadəyə verilməyən 5, 7 və 11-ci harmonik cərəyanlar ciddi şəkildə aşıldı.Məsələn, 5-ci harmonik cərəyan 312A-dan təxminən 16A-a düşür;7-ci harmonik cərəyan 153A-dan təxminən 11A-a düşür;11-ci harmonik cərəyan 101A-dan təxminən 9A-a düşür;GB/T14549-93 “İctimai Şəbəkənin Enerji Keyfiyyəti Harmonikləri” milli standartına uyğundur;
3) Harmonik nəzarətdən sonra transformatorun temperaturu 75 dərəcədən 50 dərəcəyə endirilir ki, bu da çoxlu elektrik enerjisinə qənaət edir, transformatorun əlavə itkisini azaldır, səs-küyü azaldır, transformatorun yük qabiliyyətini yaxşılaşdırır və işləmə müddətini uzadır. transformatorun xidmət müddəti;
4) Müalicədən sonra ara tezlikli sobanın enerji təchizatı keyfiyyəti effektiv şəkildə yaxşılaşdırılır və ara tezlikli enerji təchizatının istifadə dərəcəsi yaxşılaşdırılır ki, bu da sistemin uzunmüddətli təhlükəsiz və iqtisadi işləməsinə və sistemin yaxşılaşdırılmasına kömək edir. iqtisadi faydalar;
5) Paylayıcı xəttdən axan cərəyanın effektiv dəyərini azaldın, güc amilini yaxşılaşdırın və paylama xəttindən axan harmonikləri aradan qaldırın, bununla da xətt itkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldın, paylayıcı kabelin temperatur artımını azaldın və yükü yaxşılaşdırın xəttin tutumu;
6) Nəzarət avadanlığının və rele mühafizə cihazlarının səhv işləməsini və ya imtinasını azaltmaq, enerji təchizatının təhlükəsizliyini və etibarlılığını artırmaq;
7) Üç fazalı cərəyan balanssızlığını kompensasiya etmək, transformatorun və xəttin və neytral cərəyanın mis itkisini azaltmaq və enerji təchizatı keyfiyyətini artırmaq;
8) APF qoşulduqdan sonra o, həmçinin transformator və paylayıcı kabellərin yük qabiliyyətini artıra bilər ki, bu da sistemin genişlənməsinə bərabərdir və sistemin genişləndirilməsinə qoyulan sərmayəni azaldır.
Göndərmə vaxtı: 13 aprel 2023-cü il