一种中频炉的谐波滤波方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种中频炉的滤波方法及装置，检测中频炉负载的谐波频率并进行分析计算得到滤波电抗预计值；检测滤波电抗的实际值；将滤波电抗预计值与检测到的滤波电抗实际值进行比较，若二者相等，保持磁控电抗器的绕组线圈匝数不变，保证滤波电感不变；若滤波电抗的预计值大于滤波电抗的实际值时，将磁控电抗器中同一铁芯上的不同两个绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；若滤波电抗的预计值小于滤波电抗的实际值时，将同一绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感；通过检测中频炉负载的间谐波频率实时调节滤波电感的大小，实现LC滤波支路在不同频率点谐振，有效地治理中频炉的谐波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业电能质量治理的
，特别是涉及一种中频炉的谐波滤波方法及装置。
技术介绍
中频炉具有加热速度快、热效率高、加热均匀、环境污染小等优点，广泛应用于金属熔炼、铸造、热处理等工业场合。目前，其已成为冶金行业一种重要的技术装备。但是中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重，因此，有必要对中频炉进行谐波治理。当前中频炉谐波治理的常见方法是并联LC滤波支路，这种方法就是将冶炼中频炉谐波污染等效为6脉动或12脉动整流所产生的固定的特征频率谐波，采用并联LC滤波支路进行谐波治理。由于中频炉产生大量的间谐波污染，同时这些间谐波的频率还随着冶炼过程发生不断的变化，传统的并联LC滤波支路对中频炉的谐波治理效果差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种中频炉的谐波滤波方法。为达到上述目的，本专利技术一种中频炉的谐波滤波方法，具体包括如下步骤：步骤1、在电源线侧设置滤波器，且滤波器设5、7、11、13次三条滤波通道，在每条滤波通道安装磁力可调的磁控电抗器；步骤2、判断中频炉谐波被等的效整流脉冲次数，根据判断结果选择切入相对应的滤波器；步骤3、检测中频炉负载的谐波频率，对检测到的谐波频率进行分析计算，得到滤波电抗预计值；步骤4、检测滤波电抗的实际值；步骤5、将滤波电抗预计值与检测到的滤波电抗实际值进行比较，根据比较的结果调节滤波通道中磁控电抗器，具体过程如下：若滤波电抗的预计值等于滤波电抗的实际值时，保持磁控电抗器的绕组线圈匝数不变，使线圈中产生自藕直流励磁电流，保持滤波电感不变；若滤波电抗的预计值大于滤波电抗的实际值时，将磁控电抗器中同一铁芯上的不同两个绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；若滤波电抗的预计值小于滤波电抗的实际值时，将同一绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感。为达到上述目的，本专利技术一种中频炉的谐波滤波装置，包括滤波器、用于检测谐波频率检测装置和用于控制滤波器控制器；所述滤波器包括星形连接的相同的滤波支路，各所述滤波支路中包括磁控电抗器，所述磁控电抗器与反并联晶闸管串联；所述磁控电抗器包括第一铁芯和第二铁芯，第一铁芯上的绕有第一线圈和第二线圈，第二铁芯上绕有第三线圈和第四线圈，第一线圈和第四线圈通过第一连接线串联构成第一支路，第二线圈和第三线圈通过第二连接线串联构成第二支路，第一支路与第二支路并联，所述第一连接线与第二连接线通过续流二极管连接；第一线圈设置有第一抽头点和第二抽头点，第二线圈上设置有第三抽头点，所述第二抽头点位于第一、三抽头点之间；第三线圈设置有第四抽头点，第四线圈上设置有第五抽头点和第六抽头点，所述第五抽头点位于第四、六抽头点之间；其中，第二抽头点和第三抽头点连接有正常工作电路；第一抽头点和第三抽头点之间连接有励磁电路，第一抽头点和第二抽头点之间连接有退磁电路；第四抽头点和第五抽头点连接有正常工作电路；第四抽头点和第六抽头点之间连接有励磁电路，第五抽头点和第六抽头点之间连接有退磁电路。所述检测装置与控制器电连接，将检测到的谐波频率信号输出给控制器；所述控制器与所述正常工作电路、励磁电路以及退磁电路电连接，控制切入正常工作电路，切出励磁电路和退磁电路；或切入励磁电路，切出常工作电路和退磁电路；或切入退磁电路，切出正常工作电路和励磁电路。较佳的，所述正常工作电路包括晶闸管，用于使线圈中产生自藕直流励磁电流；所述励磁电路包括IGBT和续流二极管，用于使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；所述退磁电路包括IGBT和晶闸管，用于使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感。较佳的，所述正常工作电路、励磁电路和退磁电路中：晶闸管与续流二极管串联，IGBT与晶闸管并联、与续流二极管串联；IGBT的两端反向并联有二极管；其中，晶闸管和续流二极管串联构成正常工作电路；IGBT和续流二极管串联构成励磁电路；IGBT两端反向并联的二极管与晶闸管串联构成退磁电路。较佳的，控制器包括第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略，所述第一控制策略用于控制正常工作电路中的晶闸管和二极管同时导通，切入正常工作电路；所述第二控制策略用于控制励磁电路中的IGBT和二极管同时导通，切入励磁电路；所述第三控制策略用于控制退磁电路中的晶闸管和IGBT同时导通，切入退磁电路。较佳的，所述第一抽头与第一线圈连接第四线圈的端部之间的匝数比的范围是0～10％、第二抽头点与第一线圈连接第四线圈的端部之间的匝数比的范围是0～3％；第三抽头点与第二线圈连接第三线圈的端部之间的匝数比的范围是0～3％；第四抽头点与第三线圈连接第二线圈的端部之间的匝数比的范围是0～3％；第五抽头与第四线圈连接第一线圈的端部之间的匝数比的范围是0～3％，第六抽头点与第四线圈连接第一线圈的端部之间的匝数比的范围是0～10％。较佳的，中频炉的整流为六脉动整流，三相电源线连接有包含5次滤波支路的五次滤波器和包含7次滤波支路七次滤波器；或中频炉的整流为十二脉动整流，三相电源线连接有包含11次滤波支路的十一次滤波器和包含13次滤波支路十三次滤波器。包括与三相电源线电连接的滤波器、检测装置和控制器；本专利技术采用改进的LC滤波支路，滤波电抗器采用快速励磁和退磁的磁控电抗器替代传统的滤波电抗器，通过检测装置检测中频炉负载的间谐波频率，并根据检测的间谐波频率控制滤波电感L的大小，实现LC滤波支路在不同频率点谐振，有效地治理中频炉的谐波，同时实现滤波电抗的连续平滑调节，以及滤波电抗的快速响应。附图说明图1是本专利技术中频炉的谐波滤波方法结构图。图2是滤波电抗的铁芯绕组示意图。图3是滤波电抗正常工作方式的绕组直流励磁电流示意图。图4是滤波电抗快速励磁工作方式的绕组直流励磁电流示意图。图5是滤波电抗快速退磁工作方式的绕组直流励磁电流示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步的描述。本专利技术一种中频炉的谐波滤波方法，包括如下步骤：步骤1、在电源线侧设置滤波器，且滤波器设5、7、11、13次三条滤波通道，在每条滤波通道安装磁力可调的磁控电抗器；步骤2、判断中频炉整流脉冲的次数，根据判断结果选择切入相对应对滤波器；步骤3、检测中频炉负载的谐波频率，对检测到的谐波频率进行分析计算，得到滤波电抗预计值；步骤4、检测滤波电抗的实际值；步骤5、将滤波电抗预计值与检测到的滤波电抗实际值进行比较，根据比较的结果调节滤波通道中磁控电抗器，具体过程如下：若滤波电抗的预计值等于滤波电抗的实际值时，保持磁控电抗器的绕组线圈匝数不变，使线圈中产生自藕直流励磁电流，保持滤波电感不变；若滤波电抗的预计值大于滤波电抗的实际值时，将磁控电抗器中同一铁芯上的不同两个绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；若滤波电抗的预计值小于滤波电抗的实际值时，将同一绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感。如图1所示，中频炉的谐波滤波装置结构图，采用改进的LC滤波支路，用快速励磁和退磁的磁控电抗器替代滤波电抗器；滤波器、用于检测谐波频率检测装置和用于控制滤波器控制器；所述滤波器包括星形连接的相同的滤波支路，各所述滤波支路中包括磁控电抗器，所述磁控电抗器与反并联晶闸管串联；所述磁控电抗器包括第一铁芯和第二铁芯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中频炉的谐波滤波方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、在电源线侧设置滤波器，且滤波器设5、7、11、13次三条滤波通道，在每条滤波通道安装磁力可调的磁控电抗器；步骤2、判断中频炉谐波被等效的整流脉冲次数，根据判断结果选择切入相对应的滤波器；步骤3、检测中频炉负载的谐波频率，对检测到的谐波频率进行分析计算，得到滤波电抗预计值；步骤4、检测滤波电抗的实际值；步骤5、将滤波电抗预计值与检测到的滤波电抗实际值进行比较，根据比较的结果调节滤波通道中磁控电抗器，具体过程如下：若滤波电抗的预计值等于滤波电抗的实际值时，保持磁控电抗器的绕组线圈匝数不变，使线圈中产生自藕直流励磁电流，保持滤波电感不变；若滤波电抗的预计值大于滤波电抗的实际值时，将磁控电抗器中同一铁芯上的不同两个绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；若滤波电抗的预计值小于滤波电抗的实际值时，将同一绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感。

【技术特征摘要】
1.一种中频炉的谐波滤波方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、在电源线侧设置滤波器，且滤波器设5、7、11、13次三条滤波通道，在每条滤波通道安装磁力可调的磁控电抗器；步骤2、判断中频炉谐波被等效的整流脉冲次数，根据判断结果选择切入相对应的滤波器；步骤3、检测中频炉负载的谐波频率，对检测到的谐波频率进行分析计算，得到滤波电抗预计值；步骤4、检测滤波电抗的实际值；步骤5、将滤波电抗预计值与检测到的滤波电抗实际值进行比较，根据比较的结果调节滤波通道中磁控电抗器，具体过程如下：若滤波电抗的预计值等于滤波电抗的实际值时，保持磁控电抗器的绕组线圈匝数不变，使线圈中产生自藕直流励磁电流，保持滤波电感不变；若滤波电抗的预计值大于滤波电抗的实际值时，将磁控电抗器中同一铁芯上的不同两个绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速励磁，增大滤波电感；若滤波电抗的预计值小于滤波电抗的实际值时，将同一绕组线圈中的部分线圈短路，使铁芯中的磁阀快速退磁，减小滤波电感。2.一种中频炉的谐波滤波装置，其特征在于：滤波器、用于检测谐波频率检测装置和用于控制滤波器控制器；所述滤波器包括星形连接的相同的滤波支路，各所述滤波支路中包括磁控电抗器，所述磁控电抗器与反并联晶闸管串联；所述磁控电抗器包括第一铁芯和第二铁芯，第一铁芯上的绕有第一线圈和第二线圈，第二铁芯上绕有第三线圈和第四线圈，第一线圈和第四线圈通过第一连接线串联构成第一支路，第二线圈和第三线圈通过第二连接线串联构成第二支路，第一支路与第二支路并联，所述第一连接线与第二连接线通过续流二极管连接；第一线圈设置有第一抽头点和第二抽头点，第二线圈上设置有第三抽头点，所述第二抽头点位于第一、三抽头点之间；第三线圈设置有第四抽头点，第四线圈上设置有第五抽头点和第六抽头点，所述第五抽头点位于第四、六抽头点之间；其中，第二抽头点和第三抽头点连接有正常工作电路；第一抽头点和第三抽头点之间连接有励磁电路，第一抽头点和第二抽头点之间连接有退磁电路；第四抽头点和第五抽头点连接有正常工作电路；第四抽头点和第六抽头点之间连接有励磁电路，第五抽头点和第六抽头点之间连接有退磁电路。所述检测装置与控制器电连接，将检测到的谐波频率信号输出给控制器；所述控制器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚自立，
申请(专利权)人：中冶华天南京电气工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32