中頻爐諧波分析與產生原因說明

一、中頻爐諧波分析：

中頻爐是將工頻交流電整流成直流后轉變為中頻交流電的電源裝置,一般頻率可達300~1000Hz。中頻電流通過電容和感應線圈在線圈中形成高密度磁力線切割線圈中的金屬材料并產生渦流使金屬材料焠化中頻爐工作時產生的諧波會增加變壓器和電網損耗，對繼電保護及計量設施產生干擾，中頻爐諧波還會使無功補償回路被放大。

二、中頻爐諧波的產生原因的簡單說明：

嚴格意義上說中頻爐諧波是指電流中所含有的頻率為基波整數倍的電量，我們正常使用的電網電壓波形可看作是正弦波。電網諧波來自于三個方面:一是發電源質量不高產生諧波;二是輸配電系統產生諧波;三是用電設備產生諧波。諧波產生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性,使所加的電壓與電流不成線性關系而導致波形畸變。

三、中頻爐諧波產生的分析：

中頻電源工作原理：晶閘管中頻電源是一種將工頻電能變為中頻電能的變換器,它把工頻交流電經整流后由逆變電路變換為較高頻率的電流輸出,且頻率變化范圍不受電網頻率的限制。下圖為一典型中頻電源柜原理框圖。

圖中,整流電路部分主要作用是把三相工頻交流電路電流變換成為直流電流,它包括輸入電路、橋式整流電路、濾波電路以及整流控制電路；逆變部分主要作用是把直流電流變換為單相中頻交流電流,供給負載電路,它包括逆變電路、啟動電路、負載電路。根據補償電容器與負載的連接方式不同,可以將逆變電路分成:串聯逆變電路和并聯逆變電路。國內感應電源早期幾乎全部采用并聯逆變電路,很近幾年已有部分廠家轉向生產串聯逆變電路,進而生產串聯逆變電路的雙供電感應電源,以滿足現代鑄造業的需求。就我國感應電爐市場來說,從國外進口中頻感應電源統計情況來看,大多數是選用串聯逆變電路,且雙供電感應電源更是選用串聯逆變電路。

當一個正弦電壓源加在一個非線性裝置上時，其產生的電流不是完全的正弦波形。由于存在系統阻抗將造成非正弦的壓降，因而在負荷端引起電壓畸變，也就是我們平常所說的諧波。對于周期為T=2T/ω的非正弦電壓u(ωt),上式中頻率與工頻相同的分量成為基波,頻率為基波整數倍的分量稱為諧波。