Për të reduktuar ndotjen e rrymës së pulsit të shkaktuar nga furra me frekuencë të ndërmjetme, Kina ka adoptuar teknologjinë e ndreqësit me shumë impuls dhe ka zhvilluar disa pajisje furre me frekuencë të ndërmjetme si furrat me frekuencë të ndërmjetme me 6, 12 dhe 24 impuls, por për shkak se kostoja e kësaj të fundit është relativisht e lartë E lartë, shumë kompani hekuri janë ende duke shkrirë materialet metalike në furrat me frekuencë të ndërmjetme me 6 puls dhe problemi i ndotjes mjedisore me rrymë pulsi nuk mund të injorohet.Aktualisht, ekzistojnë kryesisht dy lloje të skemave të menaxhimit për harmonikat e furrës së frekuencës: njëra është skema e menaxhimit të lehtësimit, e cila është një nga metodat për të hequr qafe problemet aktuale harmonike dhe është një masë parandaluese për të parandaluar harmonikat e ndërmjetme. furrat me induksion të frekuencës.Megjithëse metoda e dytë mund të merret me problemin gjithnjë e më serioz të ndotjes harmonike të mjedisit në shumë mënyra, për furrat e induksionit me frekuencë të ndërmjetme që përdoren aktualisht, vetëm metoda e parë mund të përdoret për të kompensuar harmonikat që rezultojnë.Ky punim diskuton parimin e furrës IF dhe masat e saj të kontrollit harmonik, dhe propozon një filtër të fuqisë aktive (APF) për të kompensuar dhe kontrolluar harmonikët në faza të ndryshme të furrës IF me 6 impuls.
Parimi elektrik i furrës me frekuencë të ndërmjetme.
Furra me frekuencë të ndërmjetme është një pajisje ngrohëse metalike e shpejtë dhe e qëndrueshme, dhe pajisja kryesore e saj është një furnizim me energji me frekuencë të ndërmjetme.Furnizimi me energji i furrës së frekuencës së ndërmjetme zakonisht miraton metodën e konvertimit AC-DC-AC, dhe rryma alternative e frekuencës së energjisë hyrëse del si rrymë alternative e frekuencës së ndërmjetme dhe ndryshimi i frekuencës nuk kufizohet nga frekuenca e rrjetit të energjisë.Diagrami i bllokut të qarkut është paraqitur në Figurën 1:
Në figurën 1, funksioni kryesor i një pjese të qarkut të inverterit është shndërrimi i rrymës trefazore AC komerciale të ofruesit të transmetimit dhe shpërndarjes së energjisë në rrymë AC, duke përfshirë qarkun e furnizimit me energji të ofruesit të transmetimit dhe shpërndarjes së energjisë, ndreqësin e urës. qarku, qarku i filtrit dhe qarku i kontrollit të ndreqësit.Funksioni kryesor i pjesës së inverterit është të konvertojë rrymën AC në një rrymë AC me frekuencë të lartë njëfazore (50~10000Hz), duke përfshirë qarkun e fuqisë së inverterit, qarkun e fuqisë së nisjes dhe qarkun e fuqisë së ngarkesës.Së fundi, rryma alternative njëfazore e frekuencës së mesme në bobinën e induksionit në furre gjeneron një fushë magnetike alternative me frekuencë të mesme, e cila bën që ngarkesa në furre të gjenerojë forcë elektromotore me induksion, gjeneron një rrymë të madhe vorbull në ngarkesë dhe ngroh ngarkesën që të shkrihet.
Analiza Harmonike
Harmonikët e injektuar në rrjetin elektrik nga furnizimi me energji me frekuencë të ndërmjetme ndodhin kryesisht në pajisjen ndreqës.Këtu marrim qarkun trefazor të ndreqësit të urës me kontroll të plotë me gjashtë puls si shembull për të analizuar përmbajtjen e harmonikave.Neglizhimi i të gjithë procesit të transferimit të fazës dhe pulsimit të rrymës së qarkut të inverterit të tiristorit të zinxhirit trefazor të çlirimit të produktit, duke supozuar se reaktanca anësore AC është zero dhe induktiviteti AC është i pafund, duke përdorur metodën e analizës Fourier, gjysma negative dhe pozitive -rrymat e valës mund të jenë Qendra e rrethit përdoret si pikë kohore zero, dhe formula është nxjerrë për të llogaritur tensionin e fazës a të anës AC.
Në formulë: Id është vlera mesatare e rrymës anësore DC të qarkut ndreqës.
Nga formula e mësipërme mund të shihet se për një furre me frekuencë të ndërmjetme me 6 puls, ajo mund të gjenerojë një numër të madh harmonikesh 5, 7, 1, 13, 17, 19 dhe të tjera, të cilat mund të përmblidhen si 6k ± 1 (k është harmonike me numër të plotë pozitiv, vlera efektive e secilës harmonike është në përpjesëtim të zhdrejtë me rendin harmonik, dhe raporti me vlerën themelore efektive është reciproke e rendit harmonik.
Struktura e qarkut të furrës me frekuencë të ndërmjetme.
Sipas komponentëve të ndryshëm të ruajtjes së energjisë DC, furrat me frekuencë të ndërmjetme përgjithësisht mund të ndahen në furra me frekuencë të ndërmjetme të tipit aktual dhe furra me frekuencë të ndërmjetme të tipit të tensionit.Elementi i ruajtjes së energjisë së furrës së frekuencës së ndërmjetme të tipit aktual është një induktor i madh, ndërsa elementi i ruajtjes së energjisë në furrën me frekuencë të ndërmjetme të tipit të tensionit është një kondensator i madh.Ka dallime të tjera midis të dyjave, si p.sh.: furra e frekuencës së ndërmjetme të tipit aktual kontrollohet nga tiristori, qarku i rezonancës së ngarkesës është me rezonancë paralele, ndërsa furra e frekuencës së ndërmjetme të tipit të tensionit kontrollohet nga IGBT dhe qarku i rezonancës së ngarkesës është rezonancë seri.Struktura e saj bazë është paraqitur në Figurën 2 dhe Figurën 3.
gjenerimi harmonik
Të ashtuquajturat harmonikë të rendit të lartë i referohen komponentëve mbi shumëfishin e plotë të frekuencës themelore të përftuar nga zbërthimi i serisë periodike jo-sinusoidale AC Fourier, të quajtura përgjithësisht harmonikë të rendit të lartë.Frekuenca (50Hz) Komponenti i së njëjtës frekuencë.Ndërhyrja harmonike është një "shqetësim publik" i madh që ndikon në cilësinë e energjisë së sistemit aktual të energjisë.
Harmonikët zvogëlojnë transmetimin dhe përdorimin e inxhinierisë energjetike, i bëjnë pajisjet elektrike të mbinxehen, shkaktojnë dridhje dhe zhurmë, bëjnë që shtresa e izolimit të përkeqësohet, zvogëlojnë jetën e shërbimit dhe shkaktojnë defekte dhe djegie të zakonshme.Rritni përmbajtjen harmonike, digjni pajisjet e kompensimit të kondensatorit dhe pajisjet e tjera.Në rastet kur kompensimi i pavlefshmërisë nuk mund të përdoret, do të krijohen gjoba për pavlefshmërinë dhe do të rriten faturat e energjisë elektrike.Rrymat e pulsit të rendit të lartë do të shkaktojnë keqfunksionim të pajisjeve mbrojtëse rele dhe robotëve inteligjentë dhe matja e saktë e konsumit të energjisë do të ngatërrohet.Jashtë sistemit të furnizimit me energji, harmonikët kanë një ndikim të madh në pajisjet e komunikimit dhe produktet elektronike.Mbitensioni i përkohshëm dhe mbitensioni i përkohshëm që gjenerojnë harmonikë do të shkatërrojnë shtresën izoluese të makinerive dhe pajisjeve, duke shkaktuar defekte në qarkun e shkurtër trefazor, dhe rryma harmonike dhe tensioni i transformatorëve të dëmtuar do të prodhojë pjesërisht rezonancë seri dhe rezonancë paralele në rrjetin publik të energjisë. , duke shkaktuar aksidente të mëdha sigurie.
Furra elektrike me frekuencë të ndërmjetme është një lloj furnizimi me energji me frekuencë të ndërmjetme, i cili shndërrohet në frekuencë të ndërmjetme përmes saktësisë dhe inverterit dhe gjeneron një numër të madh harmonikash të dëmshme të rendit të lartë në rrjetin e energjisë.Prandaj, përmirësimi i cilësisë së fuqisë së furrave me frekuencë të ndërmjetme është bërë prioriteti kryesor i kërkimit shkencor.
plani i qeverisjes
Një numër i madh i lidhjeve të të dhënave të furrave me frekuencë të ndërmjetme kanë përkeqësuar ndotjen e rrymës së pulsit të rrjetit elektrik.Hulumtimi mbi kontrollin harmonik të furrave me frekuencë të ndërmjetme është bërë një detyrë urgjente dhe është vlerësuar gjerësisht nga studiuesit.Në mënyrë që ndikimi i harmonikave të gjeneruara nga furra e frekuencës në rrjetin publik të plotësojë kërkesat e sistemit të furnizimit dhe shpërndarjes së energjisë për pajisjet e tokës komerciale, është e nevojshme që në mënyrë aktive të merren masa për eliminimin e ndotjes harmonike.Masat paraprake praktike janë si më poshtë.
Së pari, transformatori përdor një model lidhjeje Y/Y/.Në furrën e induksionit me frekuencë mesatare të hapësirës së madhe, transformatori komutues rezistent ndaj shpërthimit miraton metodën e instalimeve elektrike Y/Y/△.Duke ndryshuar metodën e lidhjes së çakëllit për të komunikuar me transformatorin anësor AC, ai mund të kompensojë rrymën karakteristike të pulsit të rendit të lartë që nuk është e lartë.Por kostoja është e lartë.
E dyta është përdorimi i filtrit pasiv LC.Struktura kryesore është përdorimi i kondensatorëve dhe reaktorëve në seri për të formuar unazat e serisë LC, të cilat janë paralele në sistem.Kjo metodë është tradicionale dhe mund të kompensojë si ngarkesat harmonike ashtu edhe ato reaktive.Ka një strukturë të thjeshtë dhe është përdorur gjerësisht.Megjithatë, performanca e kompensimit ndikohet nga impedanca karakteristike e rrjetit dhe e mjedisit operativ, dhe është e lehtë të shkaktohet rezonancë paralele me sistemin.Mund të kompensojë vetëm rrymat e pulsit me frekuencë fikse dhe efekti i kompensimit nuk është ideal.
Së treti, duke përdorur filtrin aktiv APF, shtypja harmonike e rendit të lartë është një metodë relativisht e re.APF është një pajisje e kompensimit të rrymës dinamike të pulsit, me dizajn të lartë ndarjeje dhe reagim me shpejtësi të lartë, mund të gjurmojë dhe kompensojë rrymat e pulsit me ndryshime të frekuencës dhe intensitetit, ka performancë të mirë dinamike dhe performanca e kompensimit nuk do të ndikohet nga impedanca karakteristike.Efekti i kompensimit aktual është i mirë, kështu që vlerësohet gjerësisht.
Filtri i fuqisë aktive është zhvilluar bazuar në filtrimin pasiv dhe efekti i tij filtrues është i shkëlqyeshëm.Brenda gamës së ngarkesës së saj të vlerësuar të fuqisë reaktive, efekti i filtrimit është 100%.
Filtri i fuqisë aktive, domethënë filtri i fuqisë aktive, filtri i fuqisë aktive APF është i ndryshëm nga metoda e kompensimit fiks të filtrit tradicional LC dhe realizon kompensimin dinamik të gjurmimit, i cili mund të kompensojë me saktësi harmonikat dhe fuqinë reaktive të madhësisë dhe frekuencës.Filtri aktiv APF i përket pajisjeve të kompensimit të rrymës së pulsit të rendit të lartë të llojit të serisë.Ai monitoron rrymën e ngarkesës në kohë reale sipas konvertuesit të jashtëm, llogarit komponentin e rrymës së impulsit të rendit të lartë në rrymën e ngarkesës sipas DSP-së së brendshme dhe nxjerr sinjalin e të dhënave të kontrollit në furnizimin me energji të inverterit., Furnizimi me energji inverter përdoret për të gjeneruar një rrymë harmonike të rendit të lartë me të njëjtën madhësi si rryma harmonike e rendit të lartë të ngarkesës dhe rryma harmonike e kundërt e rendit të lartë futet në rrjetin e energjisë për të ruajtur funksionin aktiv të filtrit.
Parimi i punës së APF
Filtri aktiv Hongyan zbulon rrymën e ngarkesës në kohë reale përmes transformatorit të jashtëm të rrymës CT, dhe nxjerr komponentin harmonik të rrymës së ngarkesës përmes llogaritjes së brendshme të DSP dhe e konverton atë në një sinjal kontrolli në procesorin e sinjalit dixhital.Në të njëjtën kohë, procesori dixhital i sinjalit gjeneron një sërë sinjalesh të modulimit të gjerësisë së pulsit PWM dhe i dërgon ato në modulin e brendshëm të energjisë IGBT, duke kontrolluar që faza e daljes së inverterit të jetë e kundërt me drejtimin e rrymës harmonike të ngarkesës dhe rrymës. me të njëjtën amplitudë, dy rrymat harmonike janë saktësisht të kundërta me njëra-tjetrën.Kompensimi, në mënyrë që të arrihet funksioni i harmonikëve të filtrimit.
Karakteristikat teknike të APF
1. Bilanci trefazor
2. Kompensimi i fuqisë reaktive, duke siguruar faktor fuqie
3. Me funksionin automatik të kufizimit të rrymës, nuk do të ketë mbingarkesë
4. Kompensimi harmonik, mund të filtrojë rrymën harmonike 2~50 në të njëjtën kohë
5. Dizajn dhe përzgjedhje e thjeshtë, duhet vetëm të matet madhësia e rrymës harmonike
6. Rryma dinamike e injektimit njëfazor, e pa ndikuar nga çekuilibri i sistemit
7. Përgjigja ndaj ndryshimeve të ngarkesës brenda 40 US, koha totale e përgjigjes është 10ms (cikli 1/2)
Efekti i filtrimit
Shkalla e kontrollit harmonik është deri në 97%, dhe diapazoni i kontrollit harmonik është aq i gjerë sa 2~50 herë.
Metoda më e sigurt dhe më e qëndrueshme e filtrimit;
Mënyra kryesore e kontrollit përçarës në industri, frekuenca e kalimit është deri në 20 KHz, e cila minimizon humbjen e filtrimit dhe përmirëson shumë shpejtësinë e filtrimit dhe saktësinë e daljes.Dhe paraqet rezistencë të pafundme në sistemin e rrjetit, e cila nuk ndikon në rezistencën e sistemit të rrjetit;dhe forma e valës së daljes është e saktë dhe e përsosur dhe nuk do të ndikojë në pajisjet e tjera.
Përshtatshmëri më e fortë mjedisore
E përputhshme me gjeneratorë me naftë, duke përmirësuar aftësinë e manovrimit të energjisë rezervë;
Tolerancë më e lartë ndaj luhatjeve dhe shtrembërimeve të tensionit të hyrjes;
Pajisje standarde e mbrojtjes nga rrufeja e klasës C, përmirëson aftësinë për t'i bërë ballë kushteve të këqija të motit;
Gama e aplikueshme e temperaturës së ambientit është më e fortë, deri në -20°C~70°C.
Aplikacionet
Pajisja kryesore e një kompanie shkritore është një furrë elektrike me frekuencë të ndërmjetme.Furra elektrike me frekuencë të ndërmjetme është një burim tipik harmonik, i cili gjeneron një numër të madh harmonike, duke bërë që kondensatori i kompensimit të mos funksionojë normalisht.Ose kështu, temperatura e transformatorit arrin 75 gradë në verë, duke shkaktuar humbje të energjisë elektrike dhe duke shkurtuar jetën e tij.
Punishtja e shkritores së furrës me frekuencë të ndërmjetme mundësohet me tension 0.4 KV dhe ngarkesa kryesore e saj është furra e frekuencës së ndërmjetme me ndreqje me 6 puls.Pajisja ndreqës gjeneron një numër të madh harmonikash ndërsa konverton AC në DC gjatë punës, që është një burim tipik harmonik;rryma harmonike injektohet në rrjetin elektrik, Tensioni harmonik gjenerohet në rezistencën e rrjetit, duke shkaktuar deformim të tensionit dhe rrymës së rrjetit, duke ndikuar në cilësinë e furnizimit me energji dhe sigurinë e funksionimit, duke rritur humbjen e linjës dhe kompensimin e tensionit dhe duke pasur një ndikim negativ në rrjet dhe në pajisjet elektrike të vetë fabrikës.
1. Analiza harmonike karakteristike
1) Pajisja e korrigjimit të furrës me frekuencë të ndërmjetme është një korrigjim i kontrollueshëm me 6 puls;
2) Harmonikët e gjeneruar nga ndreqësi janë harmonikë tek 6K+1.Seria Furier përdoret për të zbërthyer dhe transformuar rrymën.Mund të shihet se forma e valës aktuale përmban 6K±1 harmonika më të larta.Sipas të dhënave të provës së furrës së frekuencës së ndërmjetme, harmonike Përmbajtja e rrymës së valës tregohet në tabelën më poshtë:
Gjatë procesit të punës së furrës me frekuencë të ndërmjetme, krijohen një numër i madh harmonike.Sipas rezultateve të provës dhe llogaritjes së furrës së frekuencës së ndërmjetme, harmonikat karakteristike janë kryesisht rrymat harmonike të 5-të dhe të 7-të, 11-të dhe 13-të janë relativisht të mëdha, dhe shtrembërimi i tensionit dhe rrymës është serioz.
2. Skema e kontrollit harmonik
Sipas situatës aktuale të ndërmarrjes, Hongyan Electric ka projektuar një grup të plotë zgjidhjesh filtruese për kontrollin harmonik të furrave me frekuencë të ndërmjetme.Duke marrë parasysh faktorin e fuqisë së ngarkesës, nevojat e përthithjes harmonike dhe harmonikat e sfondit, një grup pajisjesh filtruese aktive është instaluar në anën e tensionit të ulët 0.4KV të transformatorit të ndërmarrjes.Harmonikët rregullohen.
3. Analiza e efektit të filtrit
1) Pajisja e filtrit aktiv vihet në punë dhe gjurmon automatikisht ndryshimet e pajisjeve të ndryshme të ngarkesës së furrës së frekuencës së ndërmjetme, në mënyrë që çdo harmonik të mund të filtrohet në mënyrë efektive.Shmangni djegien e shkaktuar nga rezonanca paralele e bankës së kondensatorit dhe qarkut të sistemit dhe siguroni funksionimin normal të kabinetit të kompensimit të fuqisë reaktive;
2) Rrymat harmonike janë përmirësuar në mënyrë efektive pas trajtimit.U tejkaluan seriozisht rrymat harmonike të 5-të, të 7-të dhe të 11-të që nuk ishin vënë në përdorim.Për shembull, rryma e 5-të harmonike bie nga 312A në rreth 16A;rryma e 7-të harmonike bie nga 153A në rreth 11A;rryma e 11-të harmonike bie nga 101A në rreth 9A;Konform standardit kombëtar GB/T14549-93 “Harmonikët e cilësisë së energjisë së rrjetit publik”;
3) Pas kontrollit harmonik, temperatura e transformatorit ulet nga 75 gradë në 50 gradë, e cila kursen shumë energji elektrike, zvogëlon humbjen shtesë të transformatorit, zvogëlon zhurmën, përmirëson kapacitetin e ngarkesës së transformatorit dhe zgjat jeta e shërbimit të transformatorit;
4) Pas trajtimit, cilësia e furnizimit me energji elektrike të furrës së frekuencës së ndërmjetme përmirësohet në mënyrë efektive dhe shkalla e përdorimit të furnizimit me energji të frekuencës së ndërmjetme është përmirësuar, gjë që është e favorshme për funksionimin afatgjatë të sigurt dhe ekonomik të sistemit dhe përmirësimin e përfitimet ekonomike;
5) Zvogëloni vlerën efektive të rrymës që rrjedh nëpër linjën e shpërndarjes, përmirësoni faktorin e fuqisë dhe eliminoni harmonikët që rrjedhin nëpër linjën e shpërndarjes, duke zvogëluar kështu në masë të madhe humbjen e linjës, duke zvogëluar rritjen e temperaturës së kabllit të shpërndarjes dhe duke përmirësuar ngarkesën kapaciteti i linjës;
6) Të zvogëlojë keqfunksionimin ose refuzimin e pajisjeve të kontrollit dhe pajisjeve të mbrojtjes rele, dhe të përmirësojë sigurinë dhe besueshmërinë e furnizimit me energji elektrike;
7) Kompensoni çekuilibrin e rrymës trefazore, zvogëloni humbjen e bakrit të transformatorit dhe linjës dhe rrymës neutrale dhe përmirësoni cilësinë e furnizimit me energji elektrike;
8) Pasi të lidhet APF, mund të rrisë gjithashtu kapacitetin e ngarkesës së transformatorit dhe kabllove shpërndarëse, që është e barabartë me një zgjerim të sistemit dhe redukton investimin në zgjerimin e sistemit.
Koha e postimit: Prill-13-2023