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          行業動態

          弧焊逆變電源的諧波抑制的研究(2)

          弧焊逆變電源的諧波抑制的研究(2)

          1. 2諧波的特點及危害

          弧焊逆變電源以其高效率電能轉換著稱,隨著功率控制器件向實用化和大容量化方向發展,弧焊逆變電源也將跨入高頻化、大容量的時代?;『改孀冸娫磳﹄娋W來說,本質上是一個大的整流電源,由于電力電子器件在換流過程中產生前后沿很陡的脈沖,從而引發了嚴重的諧波干擾。逆變電源的輸入電流是一種尖角波,使電網中含有大量高次諧波。高次電壓和電流諧波之間存在嚴重相移,導致焊機的功率因數很低。低頻畸變問題是當前電力電子設備的一個共性問題,目前在通信行業、家電行業都已引起相當的重視。另外,目前逆變焊機多采用硬開關方式,在功率元件的開關過程中不可避免地對空間產生諧波干擾。這些干擾經近場和遠場耦合形成傳導干擾,嚴重污染周圍電磁環境和電源環境,這不僅會使逆變電路自身的可靠性降低,而且會使電網及臨近設備運行質量受到嚴重影響。

          2弧焊逆變電源常用的諧波抑制措施

          諧波干擾是影響弧焊逆變電源正常工作的一個重要問題,應該得到足夠的重視。為抑制諧波水平,保證弧焊逆變電源的正常工作,通??刹捎脼V波方法。根據所用器件及其濾波原理的不同,可分為無源濾波器和有源濾波器。

          2. 1無源濾波器( Passive Filter,簡稱PF)

          傳統的諧波抑制和無功功率補償的方法是電力無源濾波技術,又稱間接濾除法,即使用電力電容器等無源器件構成無源濾波器,與需要補償的非線性負載并聯,為諧波提供一個低阻通路,同時提供負載所需的無功功率。具體而言是將畸變的50 Hz正弦波分解成基波及相關的各次主諧波成分,然后采用串聯的諧振原理,將由L,C(或者還有R)組成的各次濾波支路調諧(或偏調諧)到各主要諧波頻率形成低阻通道而將其濾除。它是在已產生諧波的情況下,被動地防御,減輕諧波對電氣設備的危害。

          無源濾波方案成本低,技術成熟,但是也存在以下不足:

          (1)濾波效果受系統阻抗的影響;

          (2)由于其諧振頻率固定,對于頻率偏移的情況效果不好;

          (3)與系統阻抗可能發生串聯或并聯諧振,造成過負荷。在中小功率場合,正逐步被有源濾波器所替代。

          2. 2有源濾波器(Active Fi1 ter,簡稱AF)

          早在20世紀70年代初,就有學者提出有源功率濾波器的基本原理,但由于當時缺乏大功率開關元件和相應的控制技術,只能用線性放大器等方法產生補償電流,存在著效率低、成本高、難以大容量化等致命弱點而未能實用化。隨著電力半導體開關元件性能的提高,以及相應的PWM技術的發展,使得研制大容量低損耗的諧波電流發生器成為可能,從而使有源濾波技術走向實用化。

          有源濾波器的基本原理如圖1所示,當系統中出現諧波發生源時,用某種方法產生一個和諧波電流大小相等、相位相反的補償電流,且和成為諧波發生源的電路并聯連接來抵消諧波發生源的諧波,使直流側的電流僅為基波分量,不含有諧波成分。

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