中頻爐串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振的比較

1、原理

并聯(lián)諧振：諧振電壓與原電壓疊加，并聯(lián)諧振：在電阻、電容、電感并聯(lián)電路中，出現(xiàn)電路端電壓和總電流同相位的現(xiàn)象，叫做并聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：并聯(lián)諧振是一種的補(bǔ)償，電源無(wú)需提供無(wú)功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時(shí)，電路的總電流最小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯(lián)諧振也叫電流諧振。串聯(lián)諧振：串聯(lián)諧振裝置就用運(yùn)用串聯(lián)諧振原理設(shè)計(jì)的最新型交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。一套串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)設(shè)備，可兼顧電力變壓器、交聯(lián)電纜、開關(guān)柜、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、GIS和SF6開關(guān)、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗(yàn)，是全能型的交流耐壓設(shè)備。串聯(lián)諧振也較電壓諧振。

2、使用并聯(lián)諧振俗稱一拖一，就是一臺(tái)中頻電源對(duì)一臺(tái)中頻爐進(jìn)行供電。此種用法是大眾的使用方法，在設(shè)備使用過程中爐襯壽命存在周期，因此廠家在推薦用戶購(gòu)買時(shí)多備用一個(gè)爐體。但是，并聯(lián)諧振在工作時(shí)容易產(chǎn)生高次諧波：5，7，11，17次，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染；另外功率因數(shù)也偏低，最好效果能達(dá)到0.88，達(dá)不到國(guó)家電網(wǎng)關(guān)于無(wú)用功的標(biāo)準(zhǔn)0.9.因此很多用戶提出，并聯(lián)諧振設(shè)備是電老虎。而串聯(lián)諧振是針對(duì)并聯(lián)諧振出現(xiàn)的種種問題而誕生的，在任意功率下功率因數(shù)都能達(dá)到0.95，而且5，7次諧波可以消除。但是一拖二串聯(lián)諧振設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)屬于摸索階段，調(diào)試周期長(zhǎng)。IGBT更是如此，國(guó)產(chǎn)IGBT性能不好用，國(guó)外的IGBT價(jià)格昂貴。

3、與并聯(lián)諧振共存的中頻爐消諧無(wú)功補(bǔ)償裝置并聯(lián)諧振的問題確實(shí)存在，但是經(jīng)過我們的研究。消諧無(wú)功補(bǔ)償裝置誕生了。他主要針對(duì)：功率因數(shù)、高次諧波而產(chǎn)生的。為此，電力系統(tǒng)和諧波源用戶都有責(zé)任和必要的對(duì)諧波裝置加大限制和治理，以保證電力系統(tǒng)和用戶的安全可靠運(yùn)行，提高整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

從一般中頻電源工作原理可知，它是通過三相橋式整流裝置再進(jìn)行脈沖調(diào)頻來(lái)進(jìn)行變頻的，它的正常運(yùn)行必然產(chǎn)生較大的諧波電流，且功率因數(shù)也達(dá)不到0.90的要求。中頻電源在正常工況下，產(chǎn)生的諧波電流主要是5、7、11、13、17、19……次，它的主要特征諧波為h=6K±1,K正整數(shù)，產(chǎn)生的特征諧波電流與基波電流關(guān)系為：Ih=I1/h。

考慮到控制器運(yùn)行燃弧角（或換向角）的影響，裝置負(fù)荷在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的5次諧波對(duì)基波含有率通常不低于20％，7次不低于14％，11次不低于9％，13次不低于7％。在負(fù)荷較小時(shí)，雖然諧波含有率較高，但實(shí)際向電網(wǎng)注入的諧波電流并不大，同時(shí)11次以上高次諧波雖然與低于7次以下的諧波電流相比數(shù)值較小，但由于低壓側(cè)短路容量較小，其阻抗相對(duì)較大，故對(duì)諧波電壓含有率及低壓側(cè)波形畸變率影響較大。