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1. 整流過程的諧波:
三相整流為6脈波,即m=6,整流后包含直流分量和諧波分量。其中諧波分量幅值的付立葉表達式經化簡后得:
Uk=(- 2mUm/π)×[(coskπ×sinπ/m)÷(m2k2-1)]
其中k為正整數,m為3的偶數,因此,理想的整流曲線只存在3的倍數的各項諧波。由上式知,隨著諧波次數的增加,諧波幅值急劇下降。設變壓器付邊各項電壓是畸變的正弦曲線,僅含有奇次諧波,所有3的倍數的高次諧波分量,其幅值相等且相位一致,;其它各項高次諧波分量幅值相等但相位相差1200。
根據這個規律可知,當三相四線制繞組Y接線時,由于三個相內的3的倍數的高次諧波幅值相等,相位相同,設有回路可通,也就不存在3的倍數的諧波電流,自然抑制了3的倍數的高次諧波值相等,相位相同,將在Δ繞組內形成閉合環流,在變壓器鐵芯中形成的磁通在任何瞬間均互相抵消,故在繞組內不會感應3的倍數的高次諧波電勢。
2. 逆變電路:
中頻電源采用交-直-交線路,逆變電路是將直流逆變成單相中頻電流,其電流近乎于方波,而電壓為近似正弦波,在整流與逆變之間接有平波電抗器,平波電抗器除有對整流脈動電流進行濾波及對間斷波進行續流,使得小功率狀態下中頻可連續工作不至于停止工作外,還有一個很重要的功能就是阻止高次諧波對電網的反串干擾。
眾所周知,電感對交流的阻抗XL正比于交流的頻率ω。三相整流為50Hz,而中頻通常為幾千Hz,中頻的諧波是基頻的K倍(K為整數)。正因為中頻及諧波的頻率是市電(50Hz)頻率的幾十至幾百倍,電抗器對它的阻抗也就比市電要高得多,所以由中頻反串到電網的高次諧波影響是微不足道的。
3. 結論:
3.1三相整流電路引起的諧波只存在奇次不存在偶次,對變壓器原邊的電網影響極小,但對變壓器付邊的負載有輕微影響。其諧波分量與中頻整流角有直接關系。由于我們的整流電路采用逆變角變換技術,在中頻功率達到滿功率64%時整流已經全開通,故在大功率輸出時諧波影響可以忽略不計。
3.2逆變電路工作頻率高,很難通過電抗器反串到電網。換向電感的使用,大大降低了換流時的高次諧波分量。但在中頻爐周圍一米范圍內,由于大功率加在線圈上發射波將對儀表和電器引起干擾。但中頻頻率相對于無線電波而言頻率是非常低的,故發射不遠。實踐證明,在中頻爐附近打手機信號不受影響。
3.3經過我們多年在數百家用戶現場觀察,在中頻電源周圍與其配套工作的計算機、變頻器、紅外儀、溫控儀表、編程器、數控機床、機械手等均可正常使用,未遇到過不能工作的現象。