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论文中心|计算机应用 ]中频电源的仿真与分析 |
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0.引言
近年来，我国有许多炼钢企业陆续开始采用中频炉炼钢，随着中频炉数量和容量的不断增加，中频炉的谐波问题应该受到有关部门的关注。本文利用MATLAB构造了中频电源的仿真模型，研究了其整流变压器漏电抗对晶闸管整流器换相的影响，并在此基础上进一步分析了不同触发角和换相重叠角对整流器网侧电流谐波含有率的影响，最后通过实测数据验证了仿真分析的正确性。
1.中频电源的工作原理
中频炉的电源通常由整流变压器、可控整流器、平波电抗器、滤波电容、逆变器等组成。其简化的电源主电路如图1所示。
图1 中频电源工作原理图
该系统是一个典型的整流逆变（即AC-DC-AC）电能变换装置。电网提供的50Hz工频电能经过整流变的降压后，通过三相桥式整流变为脉动直流。为了减小谐波危害，整流装置通常采用12脉动整流电路。
在直流输出部分，为了得到平滑的直流波形，设置了直流滤波电路，由平波电抗 和大容量电解电容 构成L型滤波电路，具有减小电流畸变和提高功率因数的作用[1]。
逆变电路采用单相半桥逆变方式，换流器件为大功率的GTO。这种电路结构简单，所用器件较少，可靠性较高。通过单相半桥逆变电路为负载提供中频电流（500～10000Hz），该电流在熔炉的感应线圈中产生中频交变磁场，使熔炉中的炉料产生感应电动势，从而在炉料中产生涡流，致使炉料被加热升温，直至熔化。
2.中频电源的谐波电流
中频电源注入电网的谐波主要是由整流电路产生的，如果不考虑整流变压器漏电抗的影响，可认为整流阀的换相是在瞬间完成的，整流器网侧电流的波形可以用方波来描述。事实上，整流变压器绕组总有漏电感，由于电感对电流变化的阻碍作用，整流阀的换相就需要一段时间，这段时间以角度来表示称为换相重叠角γ。如果计及换相重叠角，在计算整流器网侧电流时必须对整流阀的换相过程和导通过程分别计算。
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| 目录： |
0.引言
1.中频电源的工作原理
2.中频电源的谐波电流
3.基于MATLAB的中频电源仿真
4.结论 |
| 参考资料： |
[1] 刘凤君.逆变器用整流电源[M] .北京：机械工业出版社，2004.
[2] 吴竞昌，孙树勤，宋文南，等.电力系统谐波[M] .北京：水利电力出版社，1988.
[3] 王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M] .北京：机械工业出版社，2004.
[4] 刘晓兰，孔金生，陈铁军，等.基于MATLAB的“电力电子技术”软件实验系统[J] .微计算机信息，2006，9-2：300-302.
[5] 苏玉刚，陈渝光.电力电子技术[M] .重庆：重庆大学出版社，2003. |
| 简单介绍： |
| 简述了中频电源的工作原理，得出了12脉动整流器的特征谐波含有率与触发角和换相重叠角的关系曲线。适当增大整流变压器的漏电抗可以降低网侧电流的谐波含量，减小整流电路触发角也能够降低网侧电流的总谐波畸变率。最后利用MATLAB仿真软件构造了中频电源模型，仿真结果和实测数据基本吻合。 |
 点评资料 :
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