晶閘管電流型與電壓型中頻電源比較

晶閘管電流型與電壓型中頻電源比較

       串聯(lián)諧振型中頻電源(以下簡稱SHM)與并聯(lián)諧振型中頻電源(以下簡稱PHM)都以L-C振蕩作為電源工作的基礎。但因串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振的特點不同，也使得SHM與PHM各有特點。從運行、節(jié)能、諧波等方面評價，SHM比PHM要優(yōu)越得多。

1.PHM與SHM的閥側功率因數(shù)

1)PHM逆變需要恒流源，功率P調節(jié)一般由調節(jié)直流電壓VD實現(xiàn)。整流器控制角φ一般在5°~60°之間變化，而整流器閥側功率因數(shù)為cosφ。所以，PHM的閥側平均功率因數(shù)cosφ較低，一般cosφ≤0.8。因此，根據(jù)我國電網(wǎng)管理規(guī)定，PHM閥側必須安裝電容補償柜。

2) SHM 逆變需要恒壓源，功率P調節(jié)由調節(jié)L-C槽路的功率因數(shù)cosφ實現(xiàn)。整流器控制角φ一般為5°~ 10固定不變，而整流器閥側功率因數(shù)近似為cosφ。所以，SHM的整流器閥側功率因數(shù)cosφ很高，一般cosφ≥0.98。因此，根據(jù)我國電網(wǎng)管理規(guī)定，SHM閥側不需要安裝電容補償柜。

2.PHM與SHM對電網(wǎng)的諧波干擾

(1) PHM對電網(wǎng)的諧波干擾

        整流器是高次諧波源，整流器晶閘管全導通狀態(tài)，產(chǎn)生的諧波頻率，六脈為6K±1,如5和7次、11和13次、17和19次等;12脈為12K±1,如11和13次、23和25次等。整流器晶閘管移相或未全導通狀態(tài)，將有附加諧波加重對閥側的諧波干擾。

        并聯(lián)L-C槽路的高次諧波是逆變器換路時產(chǎn)生的，可通過濾波電抗LD回饋給電網(wǎng);LD的值越大，回饋給電網(wǎng)的高次諧波值越小。

根據(jù)我國電網(wǎng)管理規(guī)定，PHM閥側必須安裝濾除諧波裝置。

(2) SHM對電網(wǎng)的諧波干擾

        整流器是高次諧波源，整流器晶閘管始終為全導通狀態(tài)，產(chǎn)生的諧波同PHM整流器全導通狀，六脈為6K+1;12脈為12K+1。SHM整流器晶閘管無移相，無附加諧波。

        串聯(lián)L-C槽路的高次諧波是由逆變器換路時產(chǎn)生的，經(jīng)過恒壓源的T形濾波，大部分諧波被濾波電容短路( 俗稱吸收)或被LD抑制。明顯地，LD 的值和濾波電容Cn的值越大，槽路回饋給電網(wǎng)的高次諧波值越小?？傊琒HM比PHM對電網(wǎng)諧波干擾輕得多。

        根據(jù)我國電網(wǎng)管理規(guī)定，SHM設備閥側根據(jù)所測諧波標準值，一般不需要安裝濾諧裝置。

3.PHM與SHM的L-C槽路的功率因數(shù)

1)大功率PHM設備，逆變橋晶閘管的換流超前角δ-般大于30°。 槽路功率因數(shù)cosδ一般小于0.87。

2)大功率SHM設備，逆變橋晶閘管的換流超前角(也稱截止角) δ-般小于25°。槽路功率因數(shù)cosδ一般大于0.9。 在工作頻率較低時，比如200Hz, δ≈13°→cos13°=0.97。

3)在額定運行下，SHM槽路的cosδ比PHM的cosδ要高。尤其是大功率電源，SHM槽路的cos δ比PHM槽路的cosδ要高得多。比如10MW/200Hz的中頻電源，SHM槽路的cosδ≈0.96，而PHM槽路的cosδ≈0. 7 ~0.8。

4.PHM與SHM的運行特點

1) PHM逆變能量由恒流源提供，須有專門門起動電路，起動時負載不能過重，否則起動困難或不能起動。PHM的輸出功率P與感應器負載的關系敏感，負載過重過輕都不能滿功率運行;功率P值隨負載的變化而變化。

2)SHM逆變能量由恒壓源提供;不需專門起動電路，起動成功率與負載輕重無關。SHM的輸出功率P受感應器負載變化影響小，負載過重過輕均能高功率穩(wěn)定運行。SHM負載適應性比PHM強。

5.PHM與SHM設備的綜合功率因數(shù)

閥側實測功率因數(shù)為綜合功率因數(shù)cosφ。設備的整流器閥側功率因數(shù)cosφ, L-C槽路高次諧波回饋給電網(wǎng)，這兩項共同作用下的閥側功率因數(shù)即實測功率因數(shù)cosφ為綜合功率因數(shù)。

1) PHM設備的綜合功率因數(shù)cosφ較低，一般cosφ不大于0.87。

2) SHM設備的綜合功率因數(shù)cosφ很高，一般 cosφ不小于0.95。

6.PHM與SHM設備的穩(wěn)定性

       PHM設備逆變橋兩臂換流有重疊導通時段，即重疊角。因此，主電路的任何故障都將導致逆變顛覆，即橋兩臂KK型晶閘管全部直通。PHM逆變橋兩臂為強迫換流，運行中負載的超重使強迫換流失敗會造成逆變顛覆，即兩橋臂KK型晶閘管全部直通。一臂的KK型晶閘管擊穿會造成逆變顛覆，即兩橋臂KK型晶閘管全部直通。運行中逆變橋KK型晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失只會造成逆變顛覆，即兩橋臂KK型晶閘管全部直通。

       SHM設備逆變橋兩臂為自然換流沒有重疊導通時段。因此，主電路的故障很少導致逆變橋兩臂KK型晶閘管全部直通。運行中負載的超重不會影響換流。只要諧振電容不擊穿，-.臂的KK型晶閘管的擊穿只能造成停機而不會造成逆變顛覆。逆變橋KK型晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失只造成停機而不會造成逆變顛覆。

       SHM設備的穩(wěn)定性比PHM設備好。

7.PHM與SHM設備的操作

       PHM設備起動后要保持較高功率以維持成功換流。PLC 控制頻繁起動場合，有較大難度。一臺中頻變壓器，進行一拖二控制，有較大難度。

       SHM設備起動后功率可接近零。PLC 控制頻繁起動場合，易于實現(xiàn)且起動成功率100%。一臺中頻變壓器，進行一 拖二控制， 易于實現(xiàn)且可 “傻瓜”操作。

西安恒通力特機電設備有限公司專業(yè)生產(chǎn)制造中頻感應爐，中頻感應加熱爐，中頻熔煉爐，中頻燒結爐以及自動化電氣控制于一體的實體公司，歡迎來電洽談13709114009