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电源产生中频炉谐波分量的分析

电源产生中频炉谐波分量的分析:

       电源中的中频炉谐波主要是由整流装置产生的,不论串联还是并联转换装置,产生的谐波都会回到交流到直流这一整流过程中。中频感应电源整流环节一般使用三相桥式、六相桥式或者十二相桥式晶闸管整流,三相桥式整流有6个晶闸管,每个晶闸管需要一个触发脉冲,共需6个触发脉冲,所以也叫6脉冲整流;六相桥式整流也叫12脉冲整流;十二相桥式整流也叫24脉冲整流。以三相6脉动全控桥式整流电路为例,忽略换相过程和电流脉动,整流电路交流侧各相电流在理想条件下可近似地用方波来表示,利用傅立叶变换,可推出交流侧A相电流的表达式为:

电流的表达式

    从上图的表达式中可以看出,在整流电路交流侧电流中仅含有6k±1次谐波电流,即5次、7次、11次、13次……,这些次数的中频炉谐波电流成为三相6脉动桥式整流电路的特征谐波,各次谐波电流有效值与基波有效值的比率为谐波次数n的倒数(1/n)。

    通过两个相角差30°的变压器分别供电的两个三相整流桥可构成12脉动整流电路,其网侧电流仅含有12k±1(k为正整数)次谐波电流;作为一般规律,则以m(m为正整数)个相位相差π/3m的变压器分别供电的m个三相整流桥可构成6m相整流电路,其网侧电流仅含有6m±1(m为正整数)次谐波,而且各次谐波有效值与其次数成反比,而与基波有效值的比值是谐波次数的倒数。因此,增加整流电路的脉动数,可以有效减小注入电网的高次谐波数值。

    一般说来,整流桥个数越多,会使电流波形越有阶梯性,越平滑。在实际电路中,由于整流变压器漏电抗的作用使得整流阀的导通和关断都需要有一个过渡过程,整流电路交流侧各相电流的波形将变成梯形波,而不再是理想条件下的方波。


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