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行业动态

弧焊逆变电源的谐波抑制的研究(2)

弧焊逆变电源的谐波抑制的研究(2)

1. 2谐波的特点及危害

弧焊逆变电源以其高效率电能转换著称,随着功率控制器件向实用化和大容量化方向发展,弧焊逆变电源也将跨入高频化、大容量的时代。弧焊逆变电源对电网来说,本质上是一个大的整流电源,由于电力电子器件在换流过程中产生前后沿很陡的脉冲,从而引发了严重的谐波干扰。逆变电源的输入电流是一种尖角波,使电网中含有大量高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移,导致焊机的功率因数很低。低频畸变问题是当前电力电子设备的一个共性问题,目前在通信行业、家电行业都已引起相当的重视。另外,目前逆变焊机多采用硬开关方式,在功率元件的开关过程中不可避免地对空间产生谐波干扰。这些干扰经近场和远场耦合形成传导干扰,严重污染周围电磁环境和电源环境,这不仅会使逆变电路自身的可靠性降低,而且会使电网及临近设备运行质量受到严重影响。

2弧焊逆变电源常用的谐波抑制措施

谐波干扰是影响弧焊逆变电源正常工作的一个重要问题,应该得到足够的重视。为抑制谐波水平,保证弧焊逆变电源的正常工作,通常可采用滤波方法。根据所用器件及其滤波原理的不同,可分为无源滤波器和有源滤波器。

2。 1无源滤波器( Passive Filter,简称PF)

传统的谐波抑制和无功功率补偿的方法是电力无源滤波技术,又称间接滤除法,即使用电力电容器等无源器件构成无源滤波器,与需要补偿的非线性负载并联,为谐波提供一个低阻通路,同时提供负载所需的无功功率。具体而言是将畸变的50 Hz正弦波分解成基波及相关的各次主谐波成分,然后采用串联的谐振原理,将由L,C(或者还有R)组成的各次滤波支路调谐(或偏调谐)到各主要谐波频率形成低阻通道而将其滤除。它是在已产生谐波的情况下,被动地防御,减轻谐波对电气设备的危害。

无源滤波方案成本低,技术成熟,但是也存在以下不足:

亚投彩票 (1)滤波效果受系统阻抗的影响;

亚投彩票 (2)由于其谐振频率固定,对于频率偏移的情况效果不好;

(3)与系统阻抗可能发生串联或并联谐振,造成过负荷。在中小功率场合,正逐步被有源滤波器所替代。

2. 2有源滤波器(Active Fi1 ter,简称AF)

早在20世纪70年代初,就有学者提出有源功率滤波器的基本原理,但由于当时缺乏大功率开关元件和相应的控制技术,只能用线性放大器等方法产生补偿电流,存在着效率低、成本高、难以大容量化等致命弱点而未能实用化。随着电力半导体开关元件性能的提高,以及相应的PWM技术的发展,使得研制大容量低损耗的谐波电流发生器成为可能,从而使有源滤波技术走向实用化。

亚投彩票 有源滤波器的基本原理如图1所示,当系统中出现谐波发生源时,用某种方法产生一个和谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流,且和成为谐波发生源的电路并联连接来抵消谐波发生源的谐波,使直流侧的电流仅为基波分量,不含有谐波成分。

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