專利名稱：24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種用于大型鑄件生產(chǎn)的24脈波整流的大功率變頻熔煉裝置，旨在改善對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾及提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)。屬于變頻裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)采用12脈波整流的變頻器向感應(yīng)爐供電，該脈波整流的變頻器對(duì)電網(wǎng)仍有11、13次諧波污染，其幅值分別是基波的9.1％、7.6％，國家規(guī)定在10KV電網(wǎng)的允許接入容量為1500KVA，而用戶需要的容量即卻在6000KW以上。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在的缺陷，提出一種結(jié)構(gòu)新穎的24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉裝置。以變壓器裂相與雙12脈波結(jié)合成24脈波整流系統(tǒng)，從而滿足6000KW以上容量的用戶需要。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案兩套整流變壓器的四組副邊上各并接兩套半導(dǎo)體電力整流電路，四套半導(dǎo)體電力整流電路的輸出端分別串接大電抗器濾波，把電流濾波為平直的直流電流輸出給兩組并聯(lián)型逆變器，并聯(lián)型逆變器中的四個(gè)晶閘管并接點(diǎn)；兩只補(bǔ)償電容的兩端分別并接到并聯(lián)型逆變器中的晶閘管并接點(diǎn)上，大噸位爐的感應(yīng)圈并接到補(bǔ)償電容器或另一只補(bǔ)償電容器上。
裂相式整流變壓器的繞組的相序、相位上滿足24脈波整流要求。兩臺(tái)整流變壓器副邊對(duì)應(yīng)繞組的各相鄰電壓間相量差為15°。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)其最低諧波電流為23次、25次，僅占基波電流的4.4％、4.0％總電流畸變率僅為5.9％，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成諧波危害。減小了每套整流電路的容量，利于設(shè)備成套生產(chǎn)。采用本專利項(xiàng)目可免除在網(wǎng)側(cè)設(shè)置諧波吸收裝置及無功補(bǔ)償裝置，可節(jié)省該設(shè)備費(fèi)用及其運(yùn)行費(fèi)用。


圖1是24脈波整流的變頻一熔煉系統(tǒng)主回路圖，圖2是24脈波用整流變壓器的繞組相量關(guān)系圖，圖2中的圖2-a是整流變壓器原副邊繞組的相序、相位關(guān)系圖。
圖2中的圖2-b是原副邊電壓相量圖。
圖2中的圖2-c是副邊繞組的電壓相量關(guān)系圖圖3是24脈波整流的整流變壓器原邊總母線的一相電流波形圖，圖4是12脈波整流的整流變壓器原邊母線的一相電流波形圖圖5是逆變器電路的聯(lián)結(jié)方式示意圖，圖1中的SW1、SW2-高壓開關(guān)，SW3、SW4、SW5、SW6-整流變壓器的低壓側(cè)開關(guān)，RT1、RT2-裂相式多繞組整流變壓器，CON1-CON4-半導(dǎo)體電力整流電路，DCC1-DCC8-直流平波電抗器，INV1、INV2-電力逆變器，C0-補(bǔ)償電容器，F(xiàn)-大噸位熔煉電爐。
圖3中的a’是Y/Y接法時(shí)的電流波形；b’是Y/△接法時(shí)的電流波形；c’是Y/△，Y接法波形即a′與b′合成電流，兩組六脈波整流合成為12脈波后的電流波形。
圖5中的th1、th2、th3、th4、th5、th6、th7、th8、th9、th10、th11、th12、th13、th14、h15、th16、th’1、th’2、th’3、th’4、th’5、th’6、th’7、th’8、th’9、th’10、th’11、th’12、th’13、th’14、th’15、th’16是晶閘管(型號(hào)KK)具體的實(shí)施方式對(duì)照附圖1，由整流變壓器RT1的副邊上并接半導(dǎo)體電力整流電路CON1～CON2，由整流變壓器RT2的副邊上并接半導(dǎo)體電力整流電路CON3～CON4，半導(dǎo)體電力整流電路CON1、CON2、CON3、CON4的輸出端分別接大電抗器濾波，把電流濾波為平直的直流電流輸出給兩組并聯(lián)型逆變器1NV1或并聯(lián)型逆變器1NV2，兩組并聯(lián)型逆變器INV1或并聯(lián)型逆變器INV2分別由16只晶閘管(型號(hào)是KK)組成，串接后的晶閘管th1、th2、th13、th14或串接后的晶閘管th’1、th’2、th’13、th’14與串聯(lián)后的晶閘管th3、th4、th15、th16或串接后的晶閘管th’3、th’4、th’15、th’16并接；串接后的晶閘管th9、th10、th5、th6或串接后的晶閘管th’9、th’10、th’5、th’6與串接后的晶閘管th11、th12、th7、th8或串接后的晶閘管th’11、th’12、th’7、th’8并接，兩組并聯(lián)型逆變器INV1或并聯(lián)型逆變器INV2的上端并接點(diǎn)A或A’，下端并接點(diǎn)B或B’分別并接到四個(gè)大電抗器的并接點(diǎn)上；晶閘管并接點(diǎn)C或晶閘管并接點(diǎn)C’，晶閘管并接點(diǎn)D或晶閘管并接點(diǎn)D’；補(bǔ)償電容C0的兩端分別并接到晶閘管并接點(diǎn)C或晶閘管并接點(diǎn)C’，補(bǔ)償電容C0’的兩端分別并接到晶閘管并接點(diǎn)D或晶閘管并接點(diǎn)D’，大噸位爐的感應(yīng)圈L0并接到補(bǔ)償電容C0或補(bǔ)償電容C0’上。
裂相式整流變壓器的繞組的相序、相位上滿足24脈波整流要求。兩臺(tái)整流變壓器副邊對(duì)應(yīng)繞組的各相鄰電壓間相量差為15°。
工作過程由整流變壓器RT1或整流變壓器RT2的兩副邊的三相電壓的相位關(guān)系半導(dǎo)體電力整流電路CON2的輸入電壓在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路CON1的輸入電壓30°el；半導(dǎo)體電力整流電路CON4的輸入電壓在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路CON3的輸入電壓30°el；半導(dǎo)體電力整流電路CON3的輸入電壓在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路CON1的輸入電壓15°el；半導(dǎo)體電力整流電路CON4的輸入電壓在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路CON2的輸入電壓15°el；這樣，半導(dǎo)體電力整流電路CON1、CON2的輸入電流在整流變壓器RT1的原邊合成為12脈波電流；半導(dǎo)體電力整流電路CON3，CON4的輸入電流在整流變壓器RT2的原邊合成為12脈波電流。兩整流變壓器的原邊就合成為24脈波的電流。
半導(dǎo)體電力整流電路CON1、CON2、CON3、CON4，分別經(jīng)大電抗器濾波，把電流濾波為平直的直流電流，分別向并聯(lián)逆變器1NV1或1NV2供電，經(jīng)逆變后，把直流電流變換成所要求頻率的交流電流，電爐F的感應(yīng)線圈，在變頻交流電流的作用下，產(chǎn)生交變磁通，電爐內(nèi)的金屬工件產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，升溫，直至熔化。
三相六脈波半導(dǎo)體電力整流電路CON1～CON4，其每一組整流電路由六只晶閘管(其型號(hào)是KP)組成，其輸出端各串聯(lián)一個(gè)大電抗器，大電抗器的輸出端，以同極性方式并接。
權(quán)利要求1.24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉裝置，其特征是由整流變壓器(RT1)的副邊上并接半導(dǎo)體電力整流電路(CON1、CON2)，由整流變壓器(RT2)的副邊上并接半導(dǎo)體電力整流電路(CON3、CON4)，半導(dǎo)體電力整流電路(CON1、CON2、CON3、CON4)的輸出端分別接大電抗器濾波，把電流濾波為平直的直流電流輸出給并聯(lián)型逆變器(1NV1)或并聯(lián)型逆變器(1NV2)，并聯(lián)型逆變器(INV1)或并聯(lián)型逆變器(INV2)中的晶閘管并接點(diǎn)(C、C’、D、D’)；補(bǔ)償電容(C0)的兩端分別并接到并聯(lián)型逆變器(INV1)中的晶閘管并接點(diǎn)(C)或并聯(lián)型逆變器(INV2)中的晶閘管并接點(diǎn)(C’)，補(bǔ)償電容(C0’)的兩端分別并接到晶閘管并接點(diǎn)并聯(lián)型逆變器(INV1)中的(D)或并聯(lián)型逆變器(INV2)中的晶閘管并接點(diǎn)(D’)，大噸位爐的感應(yīng)圈(L0)并接到補(bǔ)償電容(C0)或補(bǔ)償電容(C0’)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉裝置，其特征是兩組并聯(lián)型逆變器INV1或INV2分別由16只晶閘管組成，串接后的晶閘管(th1、th2、th13、th14)或串接后的晶閘管(th’1、th’2、th’13、th’14)與串聯(lián)后的晶閘管(th3、th4、th15、th16)或串接后的晶閘管(th’3、th’4、th’15、th’16)并接；串接后的晶閘管(th9、th10、th5、th6)或串接后的晶閘管(th’9、th’10、th’5、th’6)與串接后的晶閘管(th11、th12、th7、th8)或串接后的晶閘管(th’11、th’12、th’7、th’8)并接，兩組并聯(lián)型逆變器(INV1、INV2)的上端并接點(diǎn)(A或A’)，下端并接點(diǎn)(B或B’)分別并接到四個(gè)大電抗器的并接點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉系統(tǒng)，其特征是半導(dǎo)體電力整流電路(CON2)的輸入電壓分別在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路(CON1)的輸入電壓30°el，和半導(dǎo)體電力整流電路(CON4)的輸入電壓分別在相位上滯后于半導(dǎo)體電力整流電路(CON3)的輸入電壓30°el。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波整流的大功率變頻感應(yīng)熔煉系統(tǒng)，其特征是裂相式整流變壓器的繞組的相序、相位上滿足24脈波整流要求，兩臺(tái)整流變壓器副邊對(duì)應(yīng)繞組的各相鄰電壓間相量差為15°。
專利摘要本實(shí)用新型是24脈波整流的大功率變頻熔煉裝置，兩臺(tái)整流變壓器的四組副邊上各并接兩套半導(dǎo)體電力整流電路，四套半導(dǎo)體電力整流電路的輸出端分別串接大電抗器濾波，把電流濾波為平直的直流電流輸出給兩組并聯(lián)型逆變器，并聯(lián)型逆變器中的四個(gè)晶閘管并接點(diǎn)；兩只補(bǔ)償電容器的兩端分別并接到并聯(lián)型逆變器中的晶閘管并接點(diǎn)上，大噸位爐的感應(yīng)圈并接到補(bǔ)償電容器或另一只補(bǔ)償電容器上。優(yōu)點(diǎn)最低諧波電流為23次、25次，僅占基波電流的4.4％、4.0％總電流畸變率僅為5.9％，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成諧波危害。減小了每套整流電路的容量，利于設(shè)備成套生產(chǎn)。采用本專利可免除在網(wǎng)側(cè)設(shè)置諧波吸收裝置及無功補(bǔ)償裝置，可節(jié)省該設(shè)備費(fèi)用及其運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)H05B6/02GK2741308SQ20042010896
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者朱興發(fā) 申請(qǐng)人:朱興發(fā)