专利名称：24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用于大型铸件生产的24脉波整流的大功率变频熔炼系统，旨在改善对电网的谐波干扰及提高网侧功率因数。属于变频装置技术领域。
背景技术：
现有技术采用12脉波整流的变频器向感应炉供电，该脉波整流的变频器对电网仍有11、13次谐波污染，其幅值分别是基波的9.1％、7.6％，国家规定在10KV电网的允许接入容量为1500KVA，而用户需要的容量即却在6000KW以上。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种结构新颖的24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统。以变压器裂相与双12脉波结合成24脉波整流系统，从而满足6000KW以上容量的用户需要。本发明的技术解决方案两套整流变压器的四组副边上各并接两套半导体电力整流电路，四套半导体电力整流电路的输出端分别串接大电抗器滤波，把电流滤波为平直的直流电流输出给两组并联型逆变器，并联型逆变器中的四个晶闸管并接点；两只补偿电容的两端分别并接到并联型逆变器中的晶闸管并接点上，大吨位炉的感应圈并接到补偿电容器或另一只补偿电容器上。
裂相式整流变压器的绕组的相序、相位上满足24脉波整流要求。两台整流变压器副边对应绕组的各相邻电压间相量差为15°。
本发明的优点其最低谐波电流为23次、25次，仅占基波电流的4.4％、4.0％总电流畸变率仅为5.9％，不会对电网造成谐波危害。减小了每套整流电路的容量，利于设备成套生产。采用本专利项目可免除在网侧设置谐波吸收装置及无功补偿装置，可节省该设备费用及其运行费用。
图1是24脉波整流的变频一熔炼系统主回路图，图2是24脉波用整流变压器的绕组相量关系图，图2中的图2-a是整流变压器原副边绕组的相序、相位关系图。
图2中的图2-b是原副边电压相量图。
图2中的图2-c是副边绕组的电压相量关系3是24脉波整流的整流变压器原边总母线的一相电流波形图，图4是12脉波整流的整流变压器原边母线的一相电流波形5是逆变器电路的联结方式示意图，图1中的SW1、SW2—高压开关，SW3、SW4、SW5、SW6—整流变压器的低压侧开关，RT1、RT2—裂相式多绕组整流变压器，CON1——CON4—半导体电力整流电路，DCC1—DCC8—直流平波电抗器，INV1、INV2—电力逆变器，C0—补偿电容器，F—大吨位熔炼电炉。
图3中的a’是Y/Y接法时的电流波形；b’是Y/Δ接法时的电流波形；c’是Y/Δ，Y接法波形即a′与b′合成电流，两组六脉波整流合成为12脉波后的电流波形。
图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是晶闸管(型号KK)具体的实施方式对照附图1，由整流变压器RT1的副边上并接半导体电力整流电路CON1～CON2，由整流变压器RT2的副边上并接半导体电力整流电路CON3～CON4，半导体电力整流电路CON1、CON2、CON3、CON4的输出端分别接大电抗器滤波，把电流滤波为平直的直流电流输出给两组并联型逆变器1NV1或并联型逆变器1NV2，两组并联型逆变器INV1或并联型逆变器INV2分别由16只晶闸管(型号是KK)组成，串接后的晶闸管th1、th2、th13、th14或串接后的晶闸管th’1、th’2、th’13、th’14与串联后的晶闸管th3、th4、th15、th16或串接后的晶闸管th’3、th’4、th’15、th’16并接；串接后的晶闸管th9、th10、th5、th6或串接后的晶闸管th’9、th’10、th’5、th’6与串接后的晶闸管th11、th12、th7、th8或串接后的晶闸管th’11、th’12、th’7、th’8并接，两组并联型逆变器INV1或并联型逆变器INV2的上端并接点A或A’，下端并接点B或B’分别并接到四个大电抗器的并接点上；晶闸管并接点C或晶闸管并接点C’，晶闸管并接点D或晶闸管并接点D’；补偿电容C0的两端分别并接到晶闸管并接点C或晶闸管并接点C’，补偿电容C0’的两端分别并接到晶闸管并接点D或晶闸管并接点D’，大吨位炉的感应圈L0并接到补偿电容C0或补偿电容C0’上。
裂相式整流变压器的绕组的相序、相位上满足24脉波整流要求。两台整流变压器副边对应绕组的各相邻电压间相量差为15°。
工作过程由整流变压器RT1或整流变压器RT2的两副边的三相电压的相位关系半导体电力整流电路CON2的输入电压在相位上滞后于半导体电力整流电路CON1的输入电压30°el；半导体电力整流电路CON4的输入电压在相位上滞后于半导体电力整流电路CON3的输入电压30°el；半导体电力整流电路CON3的输入电压在相位上滞后于半导体电力整流电路CON1的输入电压15°el；半导体电力整流电路CON4的输入电压在相位上滞后于半导体电力整流电路CON2的输入电压15°el；这样，半导体电力整流电路CON1、CON2的输入电流在整流变压器RT1的原边合成为12脉波电流；半导体电力整流电路CON3，CON4的输入电流在整流变压器RT2的原边合成为12脉波电流。两整流变压器的原边就合成为24脉波的电流。
半导体电力整流电路CON1、CON2、CON3、CON4，分别经大电抗器滤波，把电流滤波为平直的直流电流，分别向并联逆变器1NV1或1NV2供电，经逆变后，把直流电流变换成所要求频率的交流电流，电炉F的感应线圈，在变频交流电流的作用下，产生交变磁通，电炉内的金属工件产生涡流而发热，升温，直至熔化。
三相六脉波半导体电力整流电路CON1～CON4，其每一组整流电路由六只晶闸管(其型号是KP)组成，其输出端各串联一个大电抗器，大电抗器的输出端，以同极性方式并接。
权利要求
1.24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统，其特征是由整流变压器(RT1)的副边上并接半导体电力整流电路(CON1、CON2)，由整流变压器(RT2)的副边上并接半导体电力整流电路(CON3、CON4)，半导体电力整流电路(CON1、CON2、CON3、CON4)的输出端分别接大电抗器滤波，把电流滤波为平直的直流电流输出给并联型逆变器(1NV1)或并联型逆变器(1NV2)，并联型逆变器(INV1)或并联型逆变器(INV2)中的晶闸管并接点(C、C’、D、D’)；补偿电容(C0)的两端分别并接到并联型逆变器(INV1)中的晶闸管并接点(C)或并联型逆变器(INV2)中的晶闸管并接点(C’)，补偿电容(C0’)的两端分别并接到晶闸管并接点并联型逆变器(INV1)中的(D)或并联型逆变器(INV2)中的晶闸管并接点(D’)，大吨位炉的感应圈(L0)并接到补偿电容(C0)或补偿电容(C0’)上。
2.根据权利要求1所述的24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统，其特征是两组并联型逆变器INV1或INV2分别由16只晶闸管组成，串接后的晶闸管(th1、th2、th13、th14)或串接后的晶闸管(th’1、th’2、th’13、th’14)与串联后的晶闸管(th3、th4、th15、th16)或串接后的晶闸管(th’3、th’4、th’15、th’16)并接；串接后的晶闸管(th9、th10、th5、th6)或串接后的晶闸管(th’9、th’10、th’5、th’6)与串接后的晶闸管(th11、th12、th7、th8)或串接后的晶闸管(th’11、th’12、th’7、th’8)并接，两组并联型逆变器(INV1、INV2)的上端并接点(A或A’)，下端并接点(B或B’)分别并接到四个大电抗器的并接点上。
3.根据权利要求1所述的24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统，其特征是半导体电力整流电路(CON2)的输入电压分别在相位上滞后于半导体电力整流电路(CON1)的输入电压30°el，和半导体电力整流电路(CON4)的输入电压分别在相位上滞后于半导体电力整流电路(CON3)的输入电压30°el。
4.根据权利要求1所述的24脉波整流的大功率变频感应熔炼系统，其特征是裂相式整流变压器的绕组的相序、相位上满足24脉波整流要求，两台整流变压器副边对应绕组的各相邻电压间相量差为15°。
全文摘要
本发明是24脉波整流的大功率变频熔炼系统，两台整流变压器的四组副边上各并接两套半导体电力整流电路，四套半导体电力整流电路的输出端分别串接大电抗器滤波，把电流滤波为平直的直流电流输出给两组并联型逆变器，并联型逆变器中的四个晶闸管并接点；两只补偿电容器的两端分别并接到并联型逆变器中的晶闸管并接点上，大吨位炉的感应圈并接到补偿电容器或另一只补偿电容器上。优点最低谐波电流为23次、25次，仅占基波电流的4.4％、4.0％总电流畸变率仅为5.9％，不会对电网造成谐波危害。减小了每套整流电路的容量，利于设备成套生产。采用本发明可免除在网侧设置谐波吸收装置及无功补偿装置，可节省该设备费用及其运行费用。
文档编号H02M1/12GK1610453SQ200410065520
公开日2005年4月27日 申请日期2004年11月22日 优先权日2004年11月22日
发明者朱兴发 申请人:朱兴发