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产业动态

弧焊逆变电源谐波抑制研究(2)

弧焊逆变电源谐波抑制研究(2)

1. 2谐波的特点及危害

弧焊逆变电源以其高效的电能转换而闻名于世,随着功率控制装置向实用化、大容量方向发展,弧焊逆变电源也将进入高频、大容量时代。电网弧焊逆变电源,本质上是一种大型整流器电源,由于电力电子器件在换流过程中会产生陡峭的脉冲,导致严重的谐波干扰。逆变电源的输入电流是一种尖角波,使电网中含有大量的高阶谐波。高次电压与电流谐波之间存在严重的相移,焊机的功率因数很低。低频失真问题是当前电力电子设备普遍存在的问题,目前在通信业、家用电器行业引起了相当大的关注。其他,目前,逆变焊机大多采用硬开关方式,在功率元件的开关过程中,谐波对空间的干扰是不可避免的。这些扰动由近场和远场耦合而形成传导干扰.,严重污染周围的电磁环境和电力环境,这不仅会降低逆变电路本身的可靠性,严重影响电网及邻近设备的运行质量。

2弧焊逆变器常用的谐波抑制措施

谐波干扰是影响弧焊逆变电源正常运行的一个重要问题,应该得到足够的重视。为了抑制谐波,保证弧焊逆变电源正常运行,通常可以使用过滤方法。根据所使用的装置及其过滤原理,,可分为无源滤波器和有源滤波器。

2. 1无源滤波器( Passive Filter,缩略形式 PF)

传统的谐波抑制和无功补偿方法是电力无源滤波技术,也称为间接过滤,即使使用功率电容器等无源器件来构造无源滤波器,与需要补偿的非线性载荷并行,为谐波提供低电阻路径,同时,它提供负载所需的无功功率。具体来说,它会被扭曲50 Hz将正弦波分解为基波和相关的主谐波分量,然后采用串联共振原理,将由L,C(或者,呃,还有..R)每个滤波器分支的调优(或者偏置调谐)在主谐波频率上形成一个低阻通道,并将其滤除。它是在谐波产生的条件下产生的,被动防御,降低谐波对电气设备的危害。

低成本无源滤波方案,技术成熟,然而,也存在以下缺点:

(1)滤波效果受系统阻抗的影响;

(2)因为它的谐振频率是固定的,在频率偏移的情况下,它不能很好地工作;

(3)系统阻抗可能发生串联或平行共振,引起过载。在中小型电力的情况下,正在逐渐被有源电力滤波器所取代。

2. 2有源滤波器(Active Fi1 ter,缩略形式 AF)

早在20世纪70在十年之初,一些学者提出了有源电力滤波器的基本原理,但是由于当时缺乏大功率开关元件和相应的控制技术,,补偿电流只能由线性放大器和其他方法产生,效率低下、高成本、很难有很大的能力和其他致命的弱点,但这是不切实际的。随着功率半导体开关元件性能的提高,以及相应的PWM技术发展,研制大容量、低损耗的谐波电流发生器是可能的,从而使有源滤波技术得以实施。

图中给出了有源电力滤波器的基本原理1所示,当系统中出现谐波源时,在某种程度上,它等于谐波电流、反相补偿电流,并与成为谐波发生器的电路并联,以抵消谐波发生器的谐波,使直流侧的电流只成为基本元件,不含谐波成分。

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