12脉中频电炉整流原理

12脉中频电炉整流原理

在可控硅整流电路中，一般采用的三相全控整流电路属于六脉波整流，即：电源在一周内的直流电压Ud有六个脉波。该电路整流器的输入电流（即整流变压器的输出电流）是一个宽度为120°上下对称的方波电流，这种方波电流除基波外，还包括有许多谐波电流。谐波电流是有弊无利的，它一方面增加了整流变压器铁芯的涡流损耗，同时，它会使接在交流电网中电容负载以及其他具有电磁铁芯的负载（如电动机、变压器、交流接触器等）过热，对有线广播及电讯产生干扰，并会对接在交流电网中的精密测量仪器产生附加误差。综上所述，大功率变流设备会对工频电网产生干扰，并随着变流功率的增大，这种干扰会变得更加严重。为此，世界各国都已制订了相应标准，在一定的电网容量下，规定了一定脉波数的整流器的最大允许容量。例如英国电业部门规定：2×104千伏的短路容量的交流电网中，允许的6脉波整流器的最大容量是100千瓦。

为了减少大功率变流装置对电网的干扰，可采用两个办法。一是加接滤波器，以它来提供高次谐波电流的通路，从而减小高次谐波电流对其他电器的影响，但由于滤波器的价格较高，一般不予采用；另外一个更为有效地办法是增加整流相数，即增加电压的脉波数。

通常的三相6脉冲桥式整流线路中，变压器电流是方波（见下图）。工作时，均会对电网产生3次、5次、7次、11次、13次和更高次的谐波干扰电流，这些谐波电

变压器电流

6脉冲整流谐波分

流的大小分别是工频基波电流的1/3，1/5，1/7，1/11，1/13。如果采用三相6脉冲桥式整流线路，它们工作时产生的谐波干扰有可能造成当地电网的谐波超标（取决于当地电网的短路容量）或导致某些精密设备和仪器不能正常工作。

变压器电流

12脉冲整流谐波分

采用六相12脉冲桥式整流线路以后，变压器电流接近于正弦波（见上图）。由于变压器的特殊接法，3次、5次、7次谐波电流将在变压器内部相互抵消，从而使其对电网的谐波干扰大幅度降低。6相12脉冲桥式整流线路的最低次谐波是11次，大小是工频基波电流的1/11。

综上所述，200KW以上中频炉均需采用12脉整流方案，即可防止高次谐波对电网的污染问题。

本次投标设备中的中频电源的整流部分，采用12脉整流，这样可使设备对电网产生的谐波影响小，并达到国家标准的范围内。

以下为：12脉波与6脉波的原理和输出电压的相位关系。