發(fā)布時(shí)間：2020-05-13 16:30

【摘要】：在工業(yè)高速發(fā)展的今天,鋼鐵是一個(gè)國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)的重要原材料,中頻感應(yīng)爐等金屬冶煉設(shè)備的廣泛使用,滿足了社會(huì)對(duì)鋼鐵的需求。隨著中頻感應(yīng)爐的大量使用和用戶對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的要求進(jìn)一步提高,中頻感應(yīng)爐作為非線性負(fù)荷產(chǎn)生大量諧波的問題也日趨受到人們的重視。中頻電源產(chǎn)生整數(shù)次諧波的機(jī)理已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究,但是在工程上檢測(cè)到中頻感應(yīng)爐的進(jìn)線側(cè)存在含量很大的間諧波,這已成為影響電網(wǎng)電能質(zhì)量和電力設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行最主要的因素之一。本文通過研究整流器和逆變器的工作原理,對(duì)兩者的諧波傳遞特性進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并結(jié)合兩者的數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步推導(dǎo)出了中頻電源間諧波發(fā)射特性機(jī)理模型；然后在該模型基礎(chǔ)上研究間諧波序分量特性理論,將間諧波分解為正序分量和負(fù)序分量,并說明該模型同樣適用于對(duì)多脈波的中頻電源間諧波發(fā)射特性機(jī)理分析。間諧波發(fā)射特性機(jī)理能夠解釋中頻電源中間諧波的來源和傳遞過程,對(duì)電力系統(tǒng)間諧波的預(yù)防和治理提供了重要的理論依據(jù)。以二十四脈中頻電源為例進(jìn)行了仿真建模驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型和間諧波序分量特性理論的可靠性和準(zhǔn)確性,并結(jié)合工程上的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別對(duì)中頻電源二十四脈整流器進(jìn)線側(cè)電流和十二脈整流器進(jìn)線側(cè)電流數(shù)據(jù)進(jìn)行諧波電流含量頻譜分析和間諧波電流有效值趨勢(shì)分析。結(jié)果表明,中頻電源間諧波發(fā)射機(jī)理模型和間諧波序分量特性理論能夠滿足工程應(yīng)用的要求。最后,針對(duì)該工程案例中出現(xiàn)的11次濾波支路故障問題展開了深入得分析和研究,得出了11次濾波支路熔絲熔斷的原因是中頻電源發(fā)射了含量較大的間諧波,并與供電系統(tǒng)電路和濾波支路所形成的并聯(lián)諧振點(diǎn)重合,得到了對(duì)中頻電源發(fā)射的間諧波放大且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了11次濾波支路額定電流的結(jié)論。本文通過對(duì)該案例中的單調(diào)諧濾波支路進(jìn)行改造,解決了11次濾波支路熔絲熔斷的問題。
【圖文】：

圖２．１中頻感應(yīng)爐逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｍｅｄｉｕｍ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｉｎｄｕｃｔｉｏ口邋ｆｕｒｎａｃｅ逡逑如圖２．１所示為中頻感應(yīng)爐，１為金屬材料，２為感應(yīng)線圈，３為巧巧。感應(yīng)逡逑線圈纏繞在絕緣巧蝸的外面，在巧巧內(nèi)部填充了需要融化的金屬材料。在感應(yīng)線逡逑圈內(nèi)通Ｗ中頻電流，巧巧內(nèi)的每塊鋼料都是一個(gè)單面副線圈，，可Ｗ產(chǎn)生感應(yīng)電流，逡逑所Ｗ鋼斜能夠產(chǎn)生高溫并烙化成金屬水。最后，在金屬水中可Ｗ加入所需要的化逡逑學(xué)元素，從而配制成各式各樣的金屬制品。逡逑中頻感應(yīng)爐工作的進(jìn)程中包含一系列復(fù)雜的物理變化，主要有電、磁等現(xiàn)象。逡逑這些物理變化很難進(jìn)行定量的描述，但是可Ｗ通過對(duì)電和磁間的關(guān)系、電磁感應(yīng)逡逑５逡逑

圖３．１邋＝相橋式整流電路接線圖逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ逡逑中頻電源的整流器多采用Ｈ相橋式整流電路接線，如圖３．１所示。該電路的逡逑控制角０°￣９０°變化區(qū)間小、電壓調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，有利于進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。Ｈ逡逑相橋式全控整流電路的直流側(cè)電壓脈動(dòng)頻率高，脈動(dòng)數(shù)多，對(duì)直流濾波環(huán)節(jié)造成逡逑的負(fù)擔(dān)�。校梗薄Ｖ绷鱾�(cè)采用電感進(jìn)行平波，減小紋波流入負(fù)載。逡逑３N２．２整流器控制電路逡逑晶閩管可控整流電路是通過控制觸發(fā)角的大小來控制晶間管的導(dǎo)通和關(guān)斷，逡逑即控制觸發(fā)脈沖起始相位來輸出電壓大小，屬于相控電路。電網(wǎng)向晶闡管整流電逡逑路供電，電網(wǎng)電壓雖控制在５０Ｈｚ，但仍會(huì)在允許的范圍內(nèi)有一定的波動(dòng)。觸發(fā)逡逑電路的王作頻率必須保證與主電路電網(wǎng)側(cè)交流電源的頻率一致。逡逑根據(jù)晶間管導(dǎo)通和關(guān)斷的工作情況，將波形的一個(gè)周期分成六段，每段６０逡逑度
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM711;TF06

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本文編號(hào)：2662224