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中频炉的电磁兼容问题与控制

更新时间:2016-06-28 点击数:293


     中频炉利用磁场感应涡电流的原理对金属进行加热。利用磁场感应电流加热金属是一个传统的工艺,但是过去大多采用工频电流,直接采用工频磁场感应加热的效率很低。中频炉的原理是将工频电流转变成更高频率(称为中频)的电流,提高了加热效率,中频炉的频率一般在150Hz~3kHz。


       中频炉本身等效成一个变压器,炉体内部的待加工金属是变压器的次级绕组,炉体外面的线圈是初级绕组。当在初级施加电流时,次级就会感应出电流,产生热量,使金属熔化。向初级线圈中注入电流的装置称为中频炉的电源。中频炉的电源实际就是一个逆变器,将工频电压整流为直流电压后,逆变得到更高频率(也就是中频)的电压。


       中频炉工作时,产生较强的谐波电流发射和射频电流发射。谐波电流带来的主要危害包括:


       导致电缆过热:谐波电流流过电缆时,比基波电流产生更大热量。因为我们在进行线路设计时,导体的截面积是按照基波频率设计的,而当这些导体中流过谐波电流时,会引起导体过热,进而导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。


       导致变压器过热:谐波电流流过变压器时,使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象,导致变压器的实际容量降低。过高的温度会缩短变压器的寿命。


      损伤无功补偿装置:谐波电流导致无功补偿装置频繁损坏,或者进入保护状态,有时,不仅无功补偿器出现故障,甚至变压器也会遭到损坏。


       干扰其它电气电子设备:谐波电流会导致数字控制设备,PLC、数控机床等,发生误动作;还会导致信号采集系统、测量仪器等的精度降低,以及电动机发生抖动、过热。


       导致保护器意外跳闸:也就是电路的负荷远没有达到额定负荷的状态下,电路保护装置就会动作。


       增加能耗:谐波电流会导致变压器和导线发出额外的热量,这些都会导致额外的电能消耗。另外,谐波电流所产生的功率都是无功功率,这也会增加能耗。


       由于中频炉的谐波电流发射会导致上述的种种危害,因此,对中频炉进行谐波治理是十分必要的。通过治理谐波电流,可以获得如下好处:


       配电系统更加稳定:由于没有谐波电流,变压器和电缆不会过热,延长了变压器和电缆寿命,并且继电保护装置不会误动作,使配电更加稳定;


      无功补偿装置更加安全:由于没有谐波电流流进无功补偿装置,无功补偿装置能够达到设计的性能,保证功率满足电力公司的要求;


       节省能源:由于功率因数提高,能够节省电费。另外,消除了谐波电流导致的发热,自然节省了能耗。


       不会干扰其它电气电子设备:同一个电网上的数字控制设备,PLC、数控机床等,工作更加稳定。

中频炉的电磁兼容问题与控制

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