Upang mabawasan ang kasalukuyang polusyon ng pulso na dulot ng intermediate frequency furnace, ang China ay nagpatibay ng multi-pulse rectifier na teknolohiya, at nakabuo ng ilang intermediate frequency furnace equipment tulad ng 6-pulse, 12-pulse, at 24-pulse intermediate frequency furnace, ngunit dahil ang halaga ng huli ay medyo mataas Mataas, maraming mga kumpanya ng paggawa ng bakal ay natutunaw pa rin ang mga materyales na metal sa 6-pulse intermediate frequency furnace, at ang problema ng kasalukuyang pulso na polusyon sa kapaligiran ay hindi maaaring balewalain.Sa kasalukuyan, higit sa lahat ay may dalawang uri ng mga scheme ng pamamahala para sa frequency furnace harmonics: ang isa ay ang management scheme of relief, na isa sa mga paraan upang mapupuksa ang kasalukuyang mga harmonic na problema, at isang preventive measure upang maiwasan ang harmonics ng intermediate. frequency induction furnaces.Kahit na ang pangalawang paraan ay maaaring harapin ang lalong malubhang problema ng maharmonya na polusyon sa kapaligiran sa maraming paraan, para sa mga intermediate frequency induction furnace na kasalukuyang ginagamit, tanging ang unang paraan ang maaaring magamit upang mabayaran ang mga nagresultang harmonika.Tinatalakay ng papel na ito ang prinsipyo ng IF furnace at ang mga harmonic control measure nito, at nagmumungkahi ng aktibong power filter (APF) upang mabayaran at kontrolin ang mga harmonika sa iba't ibang yugto ng 6-pulse IF furnace.
Electrical na prinsipyo ng intermediate frequency furnace.
Ang intermediate frequency furnace ay isang mabilis at matatag na metal heating device, at ang pangunahing kagamitan nito ay isang intermediate frequency power supply.Ang power supply ng intermediate frequency furnace ay karaniwang gumagamit ng AC-DC-AC conversion method, at ang input power frequency alternating current ay output bilang intermediate frequency alternating current, at ang frequency change ay hindi limitado ng frequency ng power grid.Ang circuit block diagram ay ipinapakita sa Figure 1:
Sa Figure 1, ang pangunahing function ng isang bahagi ng inverter circuit ay upang i-convert ang tatlong-phase commercial AC current ng power transmission at distribution provider sa AC current, kabilang ang power supply circuit ng power transmission at distribution provider, bridge rectifier circuit, filter circuit at rectifier control circuit .Ang pangunahing pag-andar ng bahagi ng inverter ay upang i-convert ang kasalukuyang AC sa isang single-phase na high-frequency na AC current (50~10000Hz), kasama ang inverter power circuit, starting power circuit, at load power circuit.Sa wakas, ang single-phase medium-frequency alternating current sa induction coil sa furnace ay bumubuo ng medium-frequency alternating magnetic field, na nagiging sanhi ng singil sa furnace upang makabuo ng induction electromotive force, bumubuo ng isang malaking eddy current sa singil, at pinapainit ang singil upang matunaw.
Harmonic na Pagsusuri
Ang mga harmonika na na-injected sa power grid ng intermediate frequency power supply ay pangunahing nangyayari sa rectifier device.Dito kinukuha namin ang three-phase six-pulse full-control bridge rectifier circuit bilang isang halimbawa upang pag-aralan ang nilalaman ng mga harmonika.Ang pagpapabaya sa buong proseso ng paglipat ng phase at kasalukuyang pulsation ng thyristor inverter circuit ng three-phase product-release chain, sa pag-aakalang ang AC side reactance ay zero at ang AC inductance ay walang katapusan, gamit ang Fourier analysis method, ang negatibo at positibong kalahati -wave currents ay maaaring Ang gitna ng bilog ay ginagamit bilang zero point ng oras, at ang formula ay hinango upang kalkulahin ang a-phase na boltahe ng AC side.
Sa formula: Ang Id ay ang average na halaga ng DC side current ng rectifier circuit.
Makikita mula sa formula sa itaas na para sa isang 6-pulse intermediate frequency furnace, maaari itong makabuo ng malaking bilang ng ika-5, ika-7, ika-1, ika-13, ika-17, ika-19 at iba pang mga harmonika, na maaaring ibuod bilang 6k ± 1 (k ay positive Integer) harmonics, ang epektibong halaga ng bawat harmonic ay inversely proportional sa harmonic order, at ang ratio sa pangunahing epektibong halaga ay ang kapalit ng harmonic order.
Intermediate frequency furnace circuit na istraktura.
Ayon sa iba't ibang bahagi ng imbakan ng enerhiya ng DC, ang mga intermediate frequency furnace ay karaniwang nahahati sa kasalukuyang uri ng intermediate frequency furnace at boltahe na uri ng intermediate frequency furnace.Ang elemento ng imbakan ng enerhiya ng kasalukuyang uri ng intermediate frequency furnace ay isang malaking inductor, habang ang elemento ng imbakan ng enerhiya ng boltahe na uri ng intermediate frequency furnace ay isang malaking kapasitor.Mayroong iba pang mga pagkakaiba sa pagitan ng dalawa, tulad ng: ang kasalukuyang uri ng intermediate frequency furnace ay kinokontrol ng thyristor, ang load resonance circuit ay parallel resonance, habang ang voltage-type na intermediate frequency furnace ay kinokontrol ng IGBT, at ang load resonance circuit ay serye resonance.Ang pangunahing istraktura nito ay ipinapakita sa Figure 2 at Figure 3.
maharmonya na henerasyon
Ang tinatawag na high-order harmonics ay tumutukoy sa mga bahagi sa itaas ng integer multiple ng pangunahing frequency na nakuha sa pamamagitan ng pagbubulok ng periodic non-sinusoidal AC Fourier series, na karaniwang tinatawag na high-order harmonics.Frequency (50Hz) Ang bahagi ng parehong frequency.Ang Harmonic interference ay isang pangunahing "pampublikong istorbo" na nakakaapekto sa kalidad ng kuryente ng kasalukuyang sistema ng kuryente.
Binabawasan ng mga harmonika ang paghahatid at paggamit ng power engineering, ginagawang sobrang init ng mga de-koryenteng kagamitan, nagiging sanhi ng panginginig ng boses at ingay, ginagawang lumalala ang layer ng insulation, binabawasan ang buhay ng serbisyo, at nagiging sanhi ng mga karaniwang pagkakamali at pagkasunog.Dagdagan ang harmonic na nilalaman, sunugin ang mga kagamitan sa kompensasyon ng kapasitor at iba pang kagamitan.Sa kaso kung saan hindi magagamit ang invalidation compensation, magkakaroon ng invalidation fine at tataas ang singil sa kuryente.Ang mga high-order pulse currents ay magdudulot ng maling operasyon ng mga relay protection device at intelligent na mga robot, at malito ang tumpak na pagsukat ng paggamit ng kuryente.Sa labas ng sistema ng supply ng kuryente, ang mga harmonika ay may malaking epekto sa mga kagamitan sa komunikasyon at mga produktong elektroniko.Ang pansamantalang overvoltage at pansamantalang overvoltage na bumubuo ng mga harmonic ay sisira sa insulation layer ng makinarya at kagamitan, na nagiging sanhi ng tatlong-phase short-circuit faults, at ang harmonic current at boltahe ng mga nasirang transformer ay bahagyang gagawa ng series resonance at parallel resonance sa public power network , na nagdudulot ng malalaking aksidente sa kaligtasan.
Ang intermediate frequency electric furnace ay isang uri ng intermediate frequency power supply, na na-convert sa intermediate frequency sa pamamagitan ng precision at inverter, at bumubuo ng malaking bilang ng mga nakakapinsalang high-order harmonic sa power grid.Samakatuwid, ang pagpapabuti ng kalidad ng kapangyarihan ng mga intermediate frequency furnace ay naging pangunahing priyoridad ng siyentipikong pananaliksik.
plano ng pamamahala
Ang isang malaking bilang ng mga koneksyon ng data ng mga intermediate frequency furnace ay nagpalala sa kasalukuyang polusyon ng pulso ng power grid.Ang pananaliksik sa harmonic na kontrol ng mga intermediate frequency furnace ay naging isang kagyat na gawain, at malawak na pinahahalagahan ng mga iskolar.Upang matugunan ng epekto ng mga harmonika na nabuo ng frequency furnace sa pampublikong grid ang mga kinakailangan ng supply ng kuryente at sistema ng pamamahagi para sa komersyal na lupa ng kagamitan, kinakailangan na aktibong gumawa ng mga hakbang upang maalis ang maharmonya na polusyon.Ang mga praktikal na pag-iingat ay ang mga sumusunod.
Una, ang transpormer ay gumagamit ng pattern ng Y/Y/koneksyon.Sa malaking space medium frequency induction furnace, ang explosion-proof switching transformer ay gumagamit ng Y/Y/△ wiring method.Sa pamamagitan ng pagpapalit ng paraan ng mga kable ng ballast upang makipag-usap sa AC side transpormer, maaari nitong i-offset ang katangian ng high-order pulse current na hindi mataas.Ngunit ang gastos ay mataas.
Ang pangalawa ay ang paggamit ng LC passive filter.Ang pangunahing istraktura ay ang paggamit ng mga capacitor at reactor sa serye upang mabuo ang mga LC series na singsing, na parallel sa system.Tradisyonal ang pamamaraang ito at kayang bayaran ang parehong mga harmonika at reaktibong pagkarga.Ito ay may simpleng istraktura at malawakang ginagamit.Gayunpaman, ang pagganap ng kompensasyon ay apektado ng katangian ng impedance ng network at ng operating environment, at madaling magdulot ng parallel resonance sa system.Maaari lamang itong magbayad para sa mga nakapirming dalas ng mga alon ng pulso, at ang epekto ng kompensasyon ay hindi perpekto.
Ikatlo, sa pamamagitan ng paggamit ng APF active filter, ang high-order harmonic suppression ay medyo bagong paraan.Ang APF ay isang dynamic na pulse current compensation device, na may mataas na disenyo ng partition at high-speed na pagtugon, maaari nitong subaybayan at mabayaran ang mga alon ng pulso na may mga pagbabago sa dalas at intensity, may mahusay na dynamic na pagganap, at ang pagganap ng kompensasyon ay hindi maaapektuhan ng katangian ng impedance.Ang epekto ng kasalukuyang kabayaran ay mabuti, kaya malawak itong pinahahalagahan.
Ang aktibong power filter ay binuo batay sa passive na pag-filter, at ang epekto ng pag-filter nito ay mahusay.Sa loob ng saklaw ng na-rate na reactive power load nito, ang epekto ng pag-filter ay 100%.
Ang aktibong filter ng kapangyarihan, iyon ay, aktibong filter ng kuryente, ang aktibong filter ng kapangyarihan ng APF ay iba sa nakapirming paraan ng kompensasyon ng tradisyonal na filter ng LC, at napagtanto ang dynamic na kompensasyon sa pagsubaybay, na maaaring tumpak na mabayaran ang mga harmonika at reaktibong kapangyarihan ng laki at dalas.Ang APF active filter ay kabilang sa series-type high-order pulse current compensation equipment.Sinusubaybayan nito ang load current sa real time ayon sa external converter, kinakalkula ang high-order pulse current component sa load current ayon sa internal DSP, at inilalabas ang control data signal sa inverter power supply., Ang inverter power supply ay ginagamit upang makabuo ng high-order harmonic current na kapareho ng laki ng load high-order harmonic current, at ang reverse high-order harmonic current ay ipinapasok sa power grid upang mapanatili ang aktibong filter function.
Prinsipyo ng pagtatrabaho ng APF
Nakikita ng Hongyan active filter ang load current sa real time sa pamamagitan ng external current transformer CT, at kinukuha ang harmonic component ng load current sa pamamagitan ng internal na pagkalkula ng DSP, at ginagawa itong control signal sa digital signal processor.Kasabay nito, ang digital signal processor ay bumubuo ng isang serye ng mga PWM pulse width modulation signal at ipinapadala ang mga ito sa panloob na IGBT power module, na kinokontrol ang output phase ng inverter upang maging kabaligtaran sa direksyon ng load harmonic current, at ang kasalukuyang na may parehong amplitude, ang dalawang harmonic na alon ay eksaktong kabaligtaran sa bawat isa.Offset, upang makamit ang pag-andar ng pag-filter ng mga harmonika.
Mga teknikal na tampok ng APF
1. Three-phase na balanse
2. Reactive power compensation, nagbibigay ng power factor
3. Sa awtomatikong paglilimita ng kasalukuyang function, walang overload na magaganap
4. Harmonic compensation, maaaring i-filter ang 2~50th harmonic current sa parehong oras
5. Simpleng disenyo at pagpili, kailangan lamang sukatin ang laki ng maharmonya na kasalukuyang
6. Single-phase dynamic injection current, hindi apektado ng system imbalance
7. Tugon sa mga pagbabago sa pag-load sa loob ng 40US, ang kabuuang oras ng pagtugon ay 10ms (1/2 cycle)
Epekto ng pag-filter
Ang harmonic control rate ay kasing taas ng 97%, at ang harmonic control range ay kasing lapad ng 2~50 beses.
Mas ligtas at mas matatag na paraan ng pag-filter;
Ang nangungunang disruptive control mode sa industriya, ang switching frequency ay kasing taas ng 20KHz, na nagpapaliit sa pagkawala ng pag-filter at lubos na nagpapabuti sa bilis ng pag-filter at katumpakan ng output.At ito ay nagpapakita ng walang katapusang impedance sa grid system, na hindi nakakaapekto sa grid system impedance;at ang output waveform ay tumpak at walang kamali-mali, at hindi makakaapekto sa iba pang kagamitan.
Mas malakas na kakayahang umangkop sa kapaligiran
Tugma sa mga generator ng diesel, pagpapabuti ng kakayahan ng backup power shunting;
Mas mataas na pagpapaubaya sa mga pagbabago sa boltahe ng input at mga pagbaluktot;
Standard C-class lightning protection device, pagbutihin ang kakayahang makatiis sa masamang kondisyon ng panahon;
Ang naaangkop na hanay ng ambient temperature ay mas malakas, hanggang -20°C~70°C.
Mga aplikasyon
Ang pangunahing kagamitan ng isang foundry company ay isang intermediate frequency electric furnace.Ang intermediate frequency electric furnace ay isang tipikal na pinagmumulan ng harmonic, na bumubuo ng malaking bilang ng mga harmonika, na nagiging sanhi ng hindi gumana nang normal ang compensation capacitor.O kaya, ang temperatura ng transpormer ay umabot sa 75 degrees sa tag-araw, na nagiging sanhi ng pag-aaksaya ng electric energy at nagpapaikli sa buhay nito.
Ang foundry workshop ng intermediate frequency furnace ay pinapagana ng 0.4KV voltage, at ang pangunahing load nito ay ang 6-pulse rectification intermediate frequency furnace.Ang rectifier equipment ay bumubuo ng isang malaking bilang ng mga harmonic habang nagko-convert ng AC sa DC sa panahon ng trabaho, na isang tipikal na harmonic source;Ang harmonic current ay ini-inject sa power grid , Harmonic voltage ay nabuo sa grid impedance, na nagiging sanhi ng grid voltage at current distortion, nakakaapekto sa kalidad ng power supply at kaligtasan ng operasyon, pagtaas ng pagkawala ng linya at pag-offset ng boltahe, at pagkakaroon ng negatibong epekto sa grid at ang mga kagamitang elektrikal ng pabrika mismo.
1. Katangiang harmonic analysis
1) Ang rectification device ng intermediate frequency furnace ay isang 6-pulse controllable rectification;
2) Ang mga harmonic na nabuo ng rectifier ay 6K+1 odd harmonics.Ang Fourier series ay ginagamit upang mabulok at mabago ang kasalukuyang.Makikita na ang kasalukuyang waveform ay naglalaman ng 6K±1 mas mataas na harmonics.Ayon sa data ng pagsubok ng intermediate frequency furnace, ang harmonic Ang kasalukuyang nilalaman ng alon ay ipinapakita sa talahanayan sa ibaba:
Sa panahon ng proseso ng pagtatrabaho ng intermediate frequency furnace, isang malaking bilang ng mga harmonika ang nabuo.Ayon sa mga resulta ng pagsubok at pagkalkula ng intermediate frequency furnace, ang mga katangian ng harmonic ay pangunahin sa ika-5, at ang ika-7, ika-11, at ika-13 na harmonic na alon ay medyo malaki, at ang boltahe at kasalukuyang pagbaluktot ay seryoso.
2. Harmonic control scheme
Ayon sa aktwal na sitwasyon ng negosyo, ang Hongyan Electric ay nagdisenyo ng kumpletong hanay ng mga solusyon sa pag-filter para sa harmonic na kontrol ng mga intermediate frequency furnace.Isinasaalang-alang ang load power factor, harmonic absorption needs at background harmonics, isang set ng mga active filtering device ang naka-install sa 0.4KV low-voltage side ng enterprise transformer.Ang mga harmonika ay pinamamahalaan.
3. Pagsusuri ng epekto ng filter
1) Ang aktibong filter na aparato ay inilalagay sa operasyon, at awtomatikong sinusubaybayan ang mga pagbabago ng iba't ibang kagamitan sa pagkarga ng intermediate frequency furnace, upang ang bawat harmonic ay mabisang ma-filter.Iwasan ang burnout na dulot ng parallel resonance ng capacitor bank at ng system circuit, at tiyakin ang normal na operasyon ng reactive power compensation cabinet;
2) Ang mga harmonikong agos ay epektibong napabuti pagkatapos ng paggamot.Ang ika-5, ika-7, at ika-11 na harmonic na alon na hindi ginamit ay malubhang nalampasan.Halimbawa, ang 5th harmonic current ay bumaba mula sa 312A hanggang sa humigit-kumulang 16A;ang 7th harmonic current ay bumaba mula 153A hanggang 11A;ang 11th harmonic current ay bumaba mula 101A hanggang sa 9A;Alinsunod sa pambansang pamantayan GB/T14549-93 "Power Quality Harmonics of Public Grid";
3) Pagkatapos ng harmonic control, ang temperatura ng transformer ay nabawasan mula 75 degrees hanggang 50 degrees, na nakakatipid ng maraming electric energy, binabawasan ang karagdagang pagkawala ng transpormer, binabawasan ang ingay, pinapabuti ang kapasidad ng pagkarga ng transpormer, at pinapahaba ang buhay ng serbisyo ng transpormer;
4) Pagkatapos ng paggamot, ang kalidad ng supply ng kuryente ng intermediate frequency furnace ay epektibong napabuti, at ang rate ng paggamit ng intermediate frequency power supply ay napabuti, na nakakatulong sa pangmatagalang ligtas at pang-ekonomiyang operasyon ng system at pagpapabuti ng benepisyong ekonomiya;
5) Bawasan ang epektibong halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa linya ng pamamahagi, pagbutihin ang power factor, at alisin ang mga harmonika na dumadaloy sa linya ng pamamahagi, sa gayon ay lubos na binabawasan ang pagkawala ng linya, binabawasan ang pagtaas ng temperatura ng distribution cable, at pagpapabuti ng load. kapasidad ng linya;
6) Bawasan ang maling operasyon o pagtanggi ng control equipment at relay protection device, at pagbutihin ang kaligtasan at pagiging maaasahan ng power supply;
7) Mabayaran ang tatlong-phase na kasalukuyang kawalan ng timbang, bawasan ang pagkawala ng tanso ng transpormer at ang linya at ang neutral na kasalukuyang, at pagbutihin ang kalidad ng suplay ng kuryente;
8) Matapos maikonekta ang APF, maaari din nitong dagdagan ang kapasidad ng pagkarga ng transpormer at mga kable ng pamamahagi, na katumbas ng pagpapalawak ng system at binabawasan ang pamumuhunan sa pagpapalawak ng system.
Oras ng post: Abr-13-2023