Ili kupunguza uchafuzi wa sasa wa mapigo yanayosababishwa na tanuru ya masafa ya kati, Uchina imetumia teknolojia ya kurekebisha mapigo mengi, na kutengeneza vifaa kadhaa vya tanuru ya masafa ya kati kama vile tanuru za 6-pulse, 12-pulse na 24-pulse intermediate frequency, lakini. kwa sababu gharama ya mwisho ni ya juu kiasi, makampuni mengi ya kutengeneza chuma bado yanayeyusha nyenzo za chuma katika tanuu za masafa ya kati-6, na tatizo la uchafuzi wa mazingira wa sasa wa kunde haliwezi kupuuzwa.Hivi sasa, kuna aina mbili za skimu za usimamizi kwa maelewano ya tanuru ya masafa: moja ni mpango wa usimamizi wa misaada, ambayo ni moja ya njia za kuondoa shida za sasa za usawa, na ni hatua ya kuzuia kuzuia maelewano ya kati. tanuu za uingizaji wa mzunguko.Ingawa njia ya pili inaweza kukabiliana na tatizo linalozidi kuwa kubwa la uchafuzi wa mazingira kwa njia nyingi, kwa tanuu za uingizaji wa masafa ya kati zinazotumika sasa, ni njia ya kwanza pekee inayoweza kutumika kufidia usawazishaji unaosababishwa.Karatasi hii inajadili kanuni ya tanuru ya IF na hatua zake za udhibiti wa usawa, na inapendekeza kichujio cha nguvu amilifu (APF) ili kufidia na kudhibiti ulinganifu katika hatua tofauti za tanuru ya 6-pulse IF.
Kanuni ya umeme ya tanuru ya mzunguko wa kati.
Tanuru ya mzunguko wa kati ni kifaa cha kupokanzwa chuma cha haraka na imara, na vifaa vyake vya msingi ni usambazaji wa umeme wa mzunguko wa kati.Ugavi wa umeme wa tanuru ya masafa ya kati kwa kawaida hupitisha mbinu ya ubadilishaji wa AC-DC-AC, na mkondo wa mzunguko wa nguvu ya pembejeo ni wa sasa unaopishana wa masafa ya kati, na mabadiliko ya masafa hayazuiliwi na mzunguko wa gridi ya umeme.Mchoro wa kuzuia mzunguko umeonyeshwa kwenye Mchoro 1:
Katika Mchoro wa 1, kazi kuu ya sehemu ya mzunguko wa inverter ni kubadilisha awamu ya tatu ya sasa ya biashara ya AC ya mtoa huduma wa usambazaji wa umeme kuwa AC ya sasa, ikiwa ni pamoja na mzunguko wa usambazaji wa umeme wa mtoaji wa usambazaji na usambazaji wa nguvu, kirekebishaji cha daraja. mzunguko, mzunguko wa chujio na mzunguko wa udhibiti wa kurekebisha.Kazi kuu ya sehemu ya inverter ni kubadilisha sasa ya AC katika awamu moja ya mzunguko wa juu wa sasa wa AC (50 ~ 10000Hz), ikiwa ni pamoja na mzunguko wa umeme wa inverter, mzunguko wa nguvu wa kuanzia, na mzunguko wa nguvu ya mzigo.Hatimaye, awamu moja ya mzunguko wa kati-frequency alternating sasa katika coil introduktionsutbildning katika tanuru inazalisha kati-frequency alternative shamba magnetic, ambayo husababisha malipo katika tanuru kuzalisha introduktionsutbildning electromotive nguvu, inazalisha eddy sasa kubwa katika malipo, na. hupasha chaji kuyeyuka.
Uchambuzi wa Harmonic
Viunzi vya sauti vinavyoingizwa kwenye gridi ya umeme na usambazaji wa umeme wa masafa ya kati hutokea hasa kwenye kifaa cha kurekebisha.Hapa tunachukua saketi ya awamu ya sita ya awamu ya sita ya udhibiti kamili wa kurekebisha daraja kama mfano wa kuchanganua maudhui ya maumbo.Kupuuza mchakato mzima wa uhamisho wa awamu na msukumo wa sasa wa mzunguko wa kigeuzi cha thyristor wa mnyororo wa awamu ya tatu wa kutolewa kwa bidhaa, ikizingatiwa kuwa mwitikio wa upande wa AC ni sifuri na upenyezaji wa AC hauna kikomo, kwa kutumia mbinu ya uchanganuzi wa Fourier, nusu hasi na chanya. -wimbi mikondo inaweza kuwa Katikati ya mduara hutumika kama nukta sifuri ya muda, na fomula inachukuliwa kukokotoa voltage ya awamu ya upande wa AC.
Katika fomula: Kitambulisho ni thamani ya wastani ya mkondo wa upande wa DC wa saketi ya kirekebishaji.
Inaweza kuonekana kutoka kwa fomula hapo juu kwamba kwa tanuru ya masafa ya kati ya 6-pulse, inaweza kutoa idadi kubwa ya 5, 7, 1, 13, 17, 19 na maumbo mengine, ambayo yanaweza kufupishwa kama 6k ± 1 (k. ni chanya Integer) harmonics, thamani ya ufanisi ya kila harmonic ni kinyume sawia na utaratibu wa harmonic, na uwiano wa thamani ya msingi yenye ufanisi ni uwiano wa utaratibu wa harmonic.
Muundo wa mzunguko wa tanuru ya kati ya mzunguko.
Kwa mujibu wa vipengele tofauti vya hifadhi ya nishati ya DC, tanuu za masafa ya kati kwa ujumla zinaweza kugawanywa katika tanuu za aina ya sasa za masafa ya kati na tanuu za masafa ya aina ya voltage ya kati.Kipengele cha hifadhi ya nishati ya aina ya sasa ya tanuru ya mzunguko wa kati ni inductor kubwa, wakati kipengele cha hifadhi ya nishati ya aina ya voltage ya tanuru ya mzunguko wa kati ni capacitor kubwa.Kuna tofauti nyingine kati ya hizi mbili, kama vile: tanuru ya sasa ya aina ya kati ya tanuru inadhibitiwa na thyristor, mzunguko wa resonance ya mzigo ni resonance sambamba, wakati tanuru ya aina ya voltage ya kati inadhibitiwa na IGBT, na mzunguko wa resonance ya mzigo ni. mfululizo wa resonance.Muundo wake wa kimsingi umeonyeshwa kwenye Mchoro 2 na Mchoro 3.
kizazi cha harmonic
Kinachojulikana uelewano wa mpangilio wa juu hurejelea vijenzi vilivyo juu ya kizidishio kamili cha masafa ya kimsingi yaliyopatikana kwa kuoza mfululizo wa mara kwa mara wa AC Fourier usio na sinusoidal, kwa ujumla huitwa harmoniki za mpangilio wa juu.Frequency (50Hz) Sehemu ya masafa sawa.Uingiliaji wa Harmonic ni "kero kubwa ya umma" ambayo huathiri ubora wa nguvu wa mfumo wa sasa wa nguvu.
Harmonics hupunguza upitishaji na utumiaji wa uhandisi wa nguvu, hufanya vifaa vya umeme kuwa na joto kupita kiasi, husababisha mtetemo na kelele, hufanya safu ya insulation kuharibika, kupunguza maisha ya huduma, na kusababisha makosa ya kawaida na uchovu.Ongeza maudhui ya harmonic, kuchoma vifaa vya fidia ya capacitor na vifaa vingine.Katika kesi ambapo fidia ya ubatilifu haiwezi kutumika, faini za kubatilisha zitatozwa na bili za umeme zitaongezeka.Mikondo ya hali ya juu ya mapigo itasababisha matumizi mabaya ya vifaa vya ulinzi wa relay na roboti zenye akili, na kipimo sahihi cha matumizi ya nguvu kitachanganyikiwa.Nje ya mfumo wa usambazaji wa nguvu, harmonics ina athari kubwa kwa vifaa vya mawasiliano na bidhaa za elektroniki.overvoltage ya muda na overvoltage ya muda ambayo kuzalisha harmonics itaharibu safu ya insulation ya mashine na vifaa, na kusababisha awamu ya tatu ya makosa ya mzunguko mfupi, na harmonic ya sasa na voltage ya transfoma kuharibiwa itakuwa sehemu kuzalisha mfululizo resonance na resonance sambamba katika mtandao wa nguvu ya umma. , kusababisha ajali kubwa za kiusalama.
Tanuru ya umeme ya mzunguko wa kati ni aina ya ugavi wa umeme wa masafa ya kati, ambayo hubadilishwa kuwa masafa ya kati kupitia usahihi na kigeuzi, na huzalisha idadi kubwa ya harmonics hatari za mpangilio wa juu katika gridi ya nguvu.Kwa hivyo, uboreshaji wa ubora wa nguvu wa tanuu za masafa ya kati imekuwa kipaumbele cha juu cha utafiti wa kisayansi.
mpango wa utawala
Idadi kubwa ya miunganisho ya data ya tanuu za masafa ya kati imezidisha uchafuzi wa sasa wa mapigo ya gridi ya nishati.Utafiti juu ya udhibiti wa usawa wa tanuu za masafa ya kati umekuwa kazi ya haraka, na imethaminiwa sana na wasomi.Ili kufanya athari za harmonics zinazozalishwa na tanuru ya mzunguko kwenye gridi ya umma kukidhi mahitaji ya mfumo wa usambazaji wa umeme na usambazaji wa vifaa vya ardhi ya kibiashara, ni muhimu kuchukua hatua kikamilifu ili kuondokana na uchafuzi wa harmonic.Tahadhari za vitendo ni kama ifuatavyo.
Kwanza, kibadilishaji kinatumia muundo wa Y/Y/muunganisho.Katika nafasi kubwa ya tanuru ya kuingiza masafa ya kati, kibadilishaji cha kubadilisha kisichoweza kulipuka hutumia mbinu ya waya ya Y/Y/△.Kwa kubadilisha njia ya wiring ya ballast ili kuwasiliana na transformer ya upande wa AC, inaweza kukabiliana na tabia ya hali ya juu ya sasa ya mapigo ambayo si ya juu.Lakini gharama ni kubwa.
Ya pili ni kutumia kichujio cha LC.Muundo kuu ni kutumia capacitors na reactors katika mfululizo ili kuunda pete za mfululizo wa LC, ambazo zinafanana katika mfumo.Njia hii ni ya jadi na inaweza kulipa fidia zote mbili za harmonics na mizigo tendaji.Ina muundo rahisi na imetumiwa sana.Hata hivyo, utendaji wa fidia huathiriwa na impedance ya tabia ya mtandao na mazingira ya uendeshaji, na ni rahisi kusababisha resonance sambamba na mfumo.Inaweza tu kufidia mikondo ya mapigo ya masafa ya kudumu, na athari ya fidia haifai.
Tatu, kwa kutumia kichujio amilifu cha APF, ukandamizaji wa hali ya juu wa mpangilio ni njia mpya.APF ni kifaa chenye nguvu cha fidia ya mapigo ya sasa, chenye muundo wa kizigeu cha juu na uitikiaji wa kasi ya juu, kinaweza kufuatilia na kufidia mikondo ya mapigo kwa mabadiliko ya mzunguko na nguvu, kina utendakazi mzuri wa nguvu, na utendaji wa fidia hautaathiriwa na kizuizi cha tabia.Athari ya fidia ya sasa ni nzuri, kwa hiyo inathaminiwa sana.
Kichujio cha nguvu inayotumika hutengenezwa kwa msingi wa kuchuja tu, na athari yake ya kuchuja ni bora.Ndani ya safu ya mzigo wake wa nguvu tendaji uliokadiriwa, athari ya kuchuja ni 100%.
Kichujio cha nguvu kinachotumika, yaani, kichujio cha nguvu kinachotumika, kichujio cha nguvu kinachotumika cha APF ni tofauti na njia ya fidia isiyobadilika ya kichujio cha jadi cha LC, na hutambua fidia ya ufuatiliaji inayobadilika, ambayo inaweza kufidia kwa usahihi usawazisho na nguvu tendaji ya ukubwa na marudio.Kichujio amilifu cha APF ni cha vifaa vya fidia vya sasa vya aina ya mfululizo wa mpangilio wa hali ya juu.Inafuatilia sasa ya mzigo kwa wakati halisi kulingana na kibadilishaji cha nje, huhesabu sehemu ya sasa ya mapigo ya hali ya juu katika sasa ya mzigo kulingana na DSP ya ndani, na hutoa ishara ya data ya udhibiti kwa usambazaji wa umeme wa inverter., Ugavi wa umeme wa kibadilishaji cha umeme hutumika kuzalisha mkondo wa hali ya juu wa hali ya juu wa ukubwa sawa na mkondo wa hali ya juu wa mpangilio wa juu, na mkondo wa hali ya juu wa hali ya juu huletwa kwenye gridi ya nguvu ili kudumisha utendaji kazi wa kichujio.
Kanuni ya kazi ya APF
Kichujio amilifu cha Hongyan hutambua mzigo wa sasa kwa wakati halisi kupitia CT ya kibadilishaji cha sasa cha nje, na kuchomoa sehemu ya sauti ya sasa ya mzigo kupitia hesabu ya ndani ya DSP, na kuibadilisha kuwa ishara ya udhibiti katika kichakataji cha mawimbi ya dijiti.Wakati huo huo, processor ya ishara ya dijiti hutoa safu ya ishara za urekebishaji wa upana wa mapigo ya PWM na kuzituma kwa moduli ya ndani ya nguvu ya IGBT, kudhibiti awamu ya pato la kibadilishaji kuwa kinyume na mwelekeo wa mkondo wa mkondo wa sauti, na wa sasa. na amplitude sawa, mikondo miwili ya harmonic ni kinyume kabisa kwa kila mmoja.Kukabiliana, ili kufikia kazi ya kuchuja harmonics.
Vipengele vya kiufundi vya APF
1. Usawa wa awamu tatu
2. Fidia ya nguvu tendaji, kutoa sababu ya nguvu
3. Kwa kazi ya kikomo ya sasa ya kiotomatiki, hakuna overload itatokea
4. Fidia ya Harmonic, inaweza kuchuja 2 ~ 50 ya sasa ya harmonic kwa wakati mmoja
5. Rahisi kubuni na uteuzi, tu haja ya kupima ukubwa wa harmonic sasa
6. Sindano yenye nguvu ya awamu moja, haiathiriwi na usawa wa mfumo
7. Jibu la mabadiliko ya upakiaji ndani ya 40US, jumla ya muda wa kujibu ni 10ms (1/2 mzunguko)
Athari ya kuchuja
Kiwango cha udhibiti wa usawaziko ni cha juu hadi 97%, na safu ya udhibiti wa usawa ni pana kama mara 2 ~ 50.
Njia salama na thabiti zaidi ya kuchuja;
Njia kuu ya udhibiti wa usumbufu katika tasnia, masafa ya ubadilishaji ni ya juu kama 20KHz, ambayo hupunguza hasara ya kuchuja na inaboresha sana kasi ya kuchuja na usahihi wa pato.Na inatoa impedance isiyo na mwisho kwa mfumo wa gridi ya taifa, ambayo haiathiri impedance ya mfumo wa gridi ya taifa;na muundo wa wimbi la pato ni sahihi na hauna dosari, na hautaathiri vifaa vingine.
Kubadilika kwa mazingira kwa nguvu
Sambamba na jenereta za dizeli, kuboresha uwezo wa kuzima nguvu za chelezo;
Uvumilivu wa juu wa kushuka kwa voltage ya pembejeo na uharibifu;
Kifaa cha ulinzi wa umeme cha darasa la C, kuboresha uwezo wa kuhimili hali mbaya ya hali ya hewa;
Kiwango kinachotumika cha halijoto iliyoko ni nguvu zaidi, hadi -20°C~70°C.
Maombi
Vifaa kuu vya kampuni ya foundry ni tanuru ya umeme ya mzunguko wa kati.Tanuru ya umeme ya mzunguko wa kati ni chanzo cha kawaida cha harmonic, ambacho huzalisha idadi kubwa ya harmonics, na kusababisha capacitor ya fidia kushindwa kufanya kazi kwa kawaida.Au hivyo, joto la transformer hufikia digrii 75 katika majira ya joto, na kusababisha kupoteza nishati ya umeme na kufupisha maisha yake.
Warsha ya msingi ya tanuru ya mzunguko wa kati inatumiwa na voltage 0.4KV, na mzigo wake kuu ni tanuru ya kurekebisha 6-pulse kati ya mzunguko wa kati.Vifaa vya kurekebisha huzalisha idadi kubwa ya harmonics wakati wa kubadilisha AC hadi DC wakati wa kazi, ambayo ni chanzo cha kawaida cha harmonic;mkondo wa harmonic hudungwa kwenye gridi ya umeme , voltage ya Harmonic huzalishwa kwenye impedance ya gridi ya taifa, na kusababisha voltage ya gridi ya taifa na uharibifu wa sasa, kuathiri ubora wa usambazaji wa nguvu na usalama wa uendeshaji, kuongeza upotevu wa mstari na kukabiliana na voltage, na kuwa na athari mbaya kwenye gridi ya taifa na vifaa vya umeme vya kiwanda yenyewe.
1. Uchambuzi wa tabia ya harmonic
1) Kifaa cha urekebishaji wa tanuru ya mzunguko wa kati ni urekebishaji unaoweza kudhibitiwa wa 6-pulse;
2) Maelewano yanayotokana na kirekebishaji ni 6K+1 maumbo isiyo ya kawaida.Mfululizo wa Fourier hutumiwa kutenganisha na kubadilisha sasa.Inaweza kuonekana kuwa muundo wa mawimbi wa sasa una maumbo ya juu zaidi ya 6K ± 1.Kulingana na data ya majaribio ya tanuru ya masafa ya kati, harmonic Maudhui ya sasa ya wimbi yanaonyeshwa kwenye jedwali hapa chini:
Wakati wa mchakato wa kazi ya tanuru ya mzunguko wa kati, idadi kubwa ya harmonics huzalishwa.Kwa mujibu wa matokeo ya mtihani na hesabu ya tanuru ya mzunguko wa kati, harmonics ya tabia ni hasa ya 5, na mikondo ya 7, 11 na 13 ya harmonic ni kiasi kikubwa, na uharibifu wa voltage na wa sasa ni mbaya.
2. Mpango wa udhibiti wa Harmonic
Kulingana na hali halisi ya biashara, Hongyan Electric imeunda seti kamili ya suluhisho za kuchuja kwa udhibiti wa usawa wa tanuu za masafa ya kati.Kwa kuzingatia kipengele cha nguvu ya mzigo, mahitaji ya ngozi ya harmonic na harmonics ya nyuma, seti ya vifaa vya kuchuja vilivyo hai imewekwa kwenye upande wa 0.4KV wa voltage ya chini ya transformer ya biashara.Harmonics inatawaliwa.
3. Uchambuzi wa athari ya chujio
1) Kifaa cha chujio kinachofanya kazi kinawekwa, na hufuatilia moja kwa moja mabadiliko ya vifaa mbalimbali vya mzigo wa tanuru ya mzunguko wa kati, ili kila harmonic inaweza kuchujwa kwa ufanisi.Epuka uchovu unaosababishwa na resonance sambamba ya benki ya capacitor na mzunguko wa mfumo, na uhakikishe uendeshaji wa kawaida wa baraza la mawaziri la fidia ya nguvu tendaji;
2) Mikondo ya Harmonic imeboreshwa kwa ufanisi baada ya matibabu.Mikondo ya 5, ya 7, na ya 11 ambayo haikutumiwa ilipitwa kwa umakini.Kwa mfano, sasa ya 5 ya harmonic inashuka kutoka 312A hadi karibu 16A;sasa ya 7 ya harmonic inashuka kutoka 153A hadi karibu 11A;sasa ya 11 ya harmonic inashuka kutoka 101A hadi karibu 9A;Kuzingatia viwango vya kitaifa vya GB/T14549-93 "Maelewano ya Ubora wa Nguvu za Gridi ya Umma";
3) Baada ya udhibiti wa usawa, joto la kibadilishaji hupunguzwa kutoka digrii 75 hadi digrii 50, ambayo huokoa nishati nyingi za umeme, inapunguza upotezaji wa ziada wa kibadilishaji, inapunguza kelele, inaboresha uwezo wa kibadilishaji, na kuongeza muda wa kibadilishaji. maisha ya huduma ya transformer;
4) Baada ya matibabu, ubora wa usambazaji wa umeme wa tanuru ya masafa ya kati huboreshwa ipasavyo, na kiwango cha utumiaji wa usambazaji wa umeme wa masafa ya kati huboreshwa, ambayo inafaa kwa uendeshaji salama na wa kiuchumi wa mfumo na uboreshaji wa mfumo. faida za kiuchumi;
5) Kupunguza thamani ya ufanisi ya sasa inapita kupitia mstari wa usambazaji, kuboresha kipengele cha nguvu, na kuondokana na harmonics inapita kupitia mstari wa usambazaji, na hivyo kupunguza sana upotevu wa mstari, kupunguza ongezeko la joto la cable ya usambazaji, na kuboresha mzigo. uwezo wa mstari;
6) Kupunguza matumizi mabaya au kukataa kwa vifaa vya kudhibiti na vifaa vya ulinzi wa relay, na kuboresha usalama na kuegemea kwa usambazaji wa umeme;
7) Fidia usawa wa sasa wa awamu ya tatu, kupunguza hasara ya shaba ya transformer na mstari na upande wowote wa sasa, na kuboresha ubora wa usambazaji wa nguvu;
8) Baada ya kuunganishwa kwa APF, inaweza pia kuongeza uwezo wa mzigo wa nyaya za transformer na usambazaji, ambayo ni sawa na upanuzi wa mfumo na kupunguza uwekezaji katika upanuzi wa mfumo.
Muda wa kutuma: Apr-13-2023