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大容量中频电炉系统谐波抑制与无功补偿方法研究

作　者: 王景山
导　师: 邹黎
学　校: 山东理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 中频电炉 谐波 功率因数 逆变调功 高压无功补偿
分类号: TM924.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 77次
引　用: 2次
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内容摘要


随着我国经济的迅速发展,作为国家支柱产业的钢铁业发展迅速,越来越多的大容量中频电炉投入到生产运行。由于采用整流及变频等原因造成用电谐波超标、功率因数低,对电网电能质量产生不良影响。因此,对中频电炉谐波抑制和功率因数提高方法的研究是非常必要的。本文介绍了并联谐振中频感应电炉系统,包括电路结构与原理,分析了中频电炉谐波特点和系统功率因数,提出了大容量中频电炉系统谐波抑制与提高功率因数的方法：首先,针对三相整流并联谐振中频电炉谐波电流含量多、功率因数低的问题,通过采用整流变压器移相双整流串联技术可以有效减少中频电炉对电网的谐波污染,同时可以有效提高逆变器输出电压、降低感应圈电流损耗,在一定程度上提高电炉功率因数。在此基础上,对并联谐振中频电炉调功方式对网侧功率因数的影响进行研究,对中频电炉调功方式做了改进设计,并给出具体设计的控制电路。其次,针对大容量中频电炉系统功率因数低及谐波超标的问题,提出采用变压器高压侧滤波补偿方法,并通过具体工程应用得出该治理方法可以取得较好的滤波补偿效果及经济效益。论文最后,对本课题所做工作进行了一个简单的总结。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 课题的研究背景与意义  8-10
    1.1.1 感应加热技术特点  8-9
    1.1.2 大容量中频电炉电力负荷性质和供电要求  9
    1.1.3 大容量中频电源对电能质量的影响特点  9-10
  1.2 中频电炉电能质量改善的发展及趋势  10-12
    1.2.1 国内外提高中频电炉负载电能质量的研究现状  10-11
    1.2.2 提高中频电源电能质量的发展趋势  11-12
  1.3 课题研究的意义及主要内容  12-14
    1.3.1 课题研究的意义  12
    1.3.2 课题研究的主要内容  12-14
第二章 大容量并联谐振中频电源及其电能质量分析  14-38
  2.1 大容量中频电炉采用并联谐振的原因  14-16
  2.2 并联谐振中频电源的简化模型  16-24
    2.2.1 整流电路  17-20
    2.2.2 滤波电路  20-22
    2.2.3 逆变电路  22-24
  2.3 并联谐振中频电源谐波的理论分析  24-31
    2.3.1 谐波的概念  24-25
    2.3.2 忽略换相过程和直流脉动的整流电路谐波分析  25-27
    2.3.3 计及换相过程的整流电路谐波分析  27-29
    2.3.4 变压器漏电抗对谐波影响的仿真分析  29-31
  2.4 中频电源功率因数的理论分析  31-32
    2.4.1 功率因数的概念  31-32
    2.4.2 中频电源网侧功率因数的理论分析  32
  2.5 电炉负载运行方式对功率因数的影响  32-33
    2.5.1 负载变化对功率因数的影响  33
  2.6 并联谐振中频电炉调功方式对功率因数的影响  33-35
    2.6.1 直流电压调功  34
    2.6.2 功率因数取决于整流控制角的变化  34-35
  2.7 谐波抑制与无功补偿措施  35-38
    2.7.1 滤波器消谐  35-37
    2.7.2 电网短路容量对谐波的影响  37-38
第三章 大容量中频电源谐波抑制与提高功率因数方法  38-48
  3.1 多相整流  38
  3.2 基于变压器移相的中频电源谐波抑制  38-42
    3.2.1 变压器移相消谐原理  39-41
    3.2.2 移相后谐波仿真分析  41-42
  3.3 并联谐振中频电源自身提高功率因数的方法  42-47
    3.3.1 逆变角度调功  42-43
    3.3.2 中频信号取样电路  43-44
    3.3.3 并联谐振电源的启动问题  44-45
    3.3.4 扫频启动原理  45
    3.3.5 逆变角调功控制电路  45-46
    3.3.6 最小逆变角保护电路  46-47
  3.4 最小整流角运行方式  47-48
    3.4.1 最小整流角运行操作  47-48
第四章 大容量中频电炉系统高压侧无源综合补偿  48-59
  4.1 大容量中频电炉系统无功补偿方法  48-49
    4.1.1 中频炉滤波补偿方法分析  48-49
    4.1.2 高压侧无源综合补偿基本原理  49
  4.2 大容量中频炉高压侧无源综合补偿的应用  49-59
    4.2.1 谐波测试与补偿方案分析  50-52
    4.2.2 基波无功容量  52
    4.2.3 滤波支路的设置  52-53
    4.2.4 无源电力滤波器设计方法  53-55
    4.2.5 高压综合补偿系统的参数和结构  55-56
    4.2.6 补偿后现场测试数据分析  56-59
第五章 课题总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
硕士期间发表的论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电热 > 感应电炉
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