-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。
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。
变压器电流
12脉冲整流谐波分
12脉冲与IGBT高频整流器
电源招聘专家
12脉冲与IGBT高频整流器
一、概述整流器的由来
对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图 1所示，电流和电压有一个相位差q，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是无功功率，功率因数就是表征有功功率和无功功率含 量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。
Pf =cos (1)
无功功率的出现不是一件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而无功功率部分则在电网线路中串来串去，白白 占据着电网的有效线路而不做功。以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现 了无功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。为了节能、有效利用能源和降低干扰，国家对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何 提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。
图1 电流电压不同相时的相对位置关系
二、12脉冲整流器的提出和解决方法
早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。但一般IT设备又有内部自备 电源，这些电源的输入都是一个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这 时的输入功率因数只有0.6-0.7。但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的 电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。
电源招聘专家
6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别
6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别
6脉冲和12脉冲可控硅整流器是一种用于交流电转直流电的电力电子装置。它们的主要原理和区别如下：
1.原理
可控硅整流器是一种半电压型整流装置，通过控制可控硅的导通角，改变可控硅导通时间的方式，将交流电转换成直流电。可控硅整流器的主要控制参数有触发脉冲角度和触发脉冲宽度。
6脉冲可控硅整流器的原理是在单相交流电源上，通过两组互相相差60°的三相整流方式，使得输出的直流电压带有6个整流脉动。
12脉冲可控硅整流器的原理是通过两个直流电枢和两组互相相差30°的三相整流方式，在一个周期内产生12个整流脉动，从而减小了脉动幅值，得到了更平滑的直流输出电压。
2.区别
2.1.输出电压波形
6脉冲可控硅整流器的输出电压波形带有6个整流脉动，脉动幅值较大，相对于12脉冲可控硅整流器而言，输出的直流电压波动较大。
12脉冲可控硅整流器通过在一个周期内产生12个整流脉动，脉动幅值较小，输出的直流电压波动较小。相对于6脉冲可控硅整流器而言，得到了更平滑的直流输出电压。
2.2.输出电流波形 6脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有6个整流脉动，脉动幅值较大。
12脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有12个整流脉动，脉动幅值更小。
2.3.效率
12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言，由于输出电压波动更小，脉动幅值更小，因此具有更高的效率。
2.4.成本
12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言，由于结构复杂性更高，需要控制电路和相应的控制技术，所以成本更高。
综上所述，12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器来说，输出的直流电压和电流波动更小，效率更高，但成本也更高。在实际应用中，可根据需求和成本的考虑来选择合适的可控硅整流器。
中频炉的调试
中频炉的调试
2009-07-31 22:32
中频电源主要由整流电路、逆变电路、直流电抗器及控制线路组成，一般中频电源采用一块集成电路控制板控制。具体介绍如下几点:
?电源负载采用并联(串并联)逆变器。用于各种金属的熔炼、保温及感应加热设备的电源控制。
?电源控制板为单板全集成化控制板，采用数字触发，可靠性高、精度高、调试容易、继电元件少。
?主回路进线可不分相序(相序自动调整)。
?先进的扫频启动技术是操作者无需选择启动电压和启动频率就能实现100%的成功启动。
?具有截流、截压、精确的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。
?保护系统(水压、缺相、欠压、过流、过压、直通、操作连锁等)具有较高的变频效率、1000HZ及以下大于94%。
?适合控制100KW-3000KW/200-8000HZ中频电源。
控制电路板原理
整个控制电路除逆变末级触发电路板外，做成一块印刷电路板结构，从功能上分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。1. 1 整流触发工作原理
这部分电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路。数字触发器的特征是用时钟脉冲来实现移相，该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器，输出脉冲频率受移相控制电压Uk的控制，Uk降低，则振荡频率升高，意味着计一定脉冲数所需时间短，也即延时时间短α角小，反之α角大。该触发器的计数清零脉冲在同步电压〔线电压〕的30?处， 这相当于三相全控桥式整流电路β=30?位置, 从清零脉冲起， 延时10.2ms 产生的输出触发脉冲, 也即接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150?位置，如果需要得到准确的α=150?触发脉冲, 可以略微调节一下电位器W4。显然有三套相同的触发电路，而压控振荡器和Uk控制电压为公用，这样在一个周期中产生6 个相位差60?的触发脉冲。
数字触发器的优点是工作稳定，特别是用CMOS数字集成电路，可以有很强的抗干扰能力。
3吨串联中频炉技术原理与分析
类 型：中频炉技术说明
名 称：《3吨串联可控硅中频炉技术原理与分析》
第1页 3吨串联中频炉技术原理与分析
3吨串联中频炉全套设备主要由整流电源变压器、母线、低压隔离开关柜、单供电中频电源、动力控制箱、3吨电炉体、液压泵站、倾炉操作台、水冷电缆、冷却水分配器、坩埚模、水冷却系统等组成。
一、电源整流变压器
电源整流变压器用于将电网的10KV高压降到适合中频电源的电压(输出电压由设计生产单位自行确定)。3吨串联中频炉采用专用2000KVA整流变压器，油浸自冷。变压器的一次电压10KV±5% ，二次电压660V±5%(仅供参考，输出电压由设计生产单位自行确定)。 D/Y-11，d0接线形式，六相输出。
电源变压器的短路阻抗范围在6%--8%之间。在变压器的高压側装有无载手动调压开关，可以在-10%，0，+10%三档调节输出电压。电源变压器上装有瓦斯继电器和油温表，其输出与高压开关柜联锁。当变压器出现瓦斯报警或油温超高时，自动切断高压。
二、低压隔离开关/动力控制柜
额定电流2500A，6相。接在电源变压器和中频电源之间，用于中频电源的隔离检修。在低压开关柜上装有监测变压器二次输出的电压表、电流表以及用于统计能耗的电度表。其作用为：第一用于隔离变压器和中频柜，在中频柜维修时切断电源。第二低压隔离动力柜同时控制油泵及水泵的工作，向液压油泵，水泵，照明灯等提供动力控制，并在主电路停电时将这些设备接到备用电源上。它有2路输入，分别接主电源和备用电源（可以为发电机组或其他）,在满足水泵，油泵冷却塔等正常使用外另提供2路输出供备用。
新型一拖二中频炉中频电源电炉是情景广阔的感应加热方式
关键词： 一拖二中频炉； 一拖二中频电源； 一拖二中频电炉
新型一拖二中频炉中频电源电炉是情景广阔的感应加热方式
一拖二中频炉是一种环保、节能的设备。它主要应用于金属的熔炼，随着工业发展和科技进步，它在逐步替代着并联中频炉加热方式，是一种情景广阔的感应加热方式。
一拖二中频炉主要由12脉变频电源和感应炉体组成。12脉变频电源是该装置不可缺少的一个重要组成部分，技术含量很高。
2 新型一拖二中频炉中频电源
目前，国内的中频电源占主导地位，主要是并联中频电源技术，可控硅相比其它半导体功率器件，最大的特点是单管容量大，非常适合感应加热的大功率中频电源。
而目前国内一拖二中频炉中频电源中逐步进入主要角色，伴随新的感应加热电源技术被开发使用。
一拖二中频炉一种新型感应加热变频电源，一般功率在100~10000kW，频率在25kHz~600Hz，有6脉波，12脉中频电源，24脉波等电源，下面以12脉波为例来说明一拖二中频炉的组成。
整流变压器高压侧由Y型接法构成，低压侧由Y、△接法组成。双整流输出（12脉波），可减少谐波量，整流部分由二极管组成三相不控全桥，这样的整流电路有两个，在直流侧由电抗器后相并联，为后边逆变电路提供了更大的容量。
逆变部分组成比较特殊，两个臂电容组成了半桥电路，属是串联谐振负载电路，炉子感应器为串联的电感线圈。
这种中频电源还有另一个特点，每台炉子不仅由多个逆变半桥供电，而且不同的逆变半桥可以为两台甚至多台炉子供电，这就是人们常说的双供电电源和多供电电源，俗称“一拖二”或“一拖多”。
以2500kW/500Hz新型电源为例说明：该新电源可以为两台炉子同时提供相等的功率或大小不同比例的功率，（功率在两台炉子上可以自由分配），大功率用于熔炼，小功率用于保温，当然也可以为单个炉子供电
这样的中频电源是一个功率分配比较灵活的电源，也是感应加热变频电源近期发展起来的一项新技术。上面的介绍可以画一个形象的示意图来进行说明，见图2。
串联12脉整流装置介绍及故障分析
208管理及其他M
anagement and other
串联12脉整流装置介绍及故障分析
刘 阳，牛慧林，马 宁，宋晓西，王彦达
（河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司，河北 邢台 054100）
摘 要：本文分主要是对12脉串联传动装置配置进行介绍，对6脉和12脉进行比较，并对常见变流器故障分析处理。关键词：12脉；串联；传动装置中图分类号：TM461 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）02-0208-2
收稿日期：2021-01作者简介：刘阳，男，生于1974年，汉族，内蒙赤峰人，本科，高工，研究方向：自动化。整流电路广泛应用于冶金、矿山等工业领域，它有6脉和12
脉串联和12脉并联等多种应用形式。矿山领域提升系统多选用
六相△Y形串联桥式整流电路。
1 串联12脉系统组成由于矿山主井提升系统电机功率较大，导致整流装置功率
进一步增大，它所产生的谐波，无功功率等对电网的干扰也随之
增大。为了减少干扰，采用多重联结可以减少交流侧输入电流谐
波，而对晶闸管多重整流电路采用顺序控制的方法可以提供功
率因数，减轻干扰。
两个6脉串联，可以获得12脉串联电路，为了获得12相波
性，每个波头应该错开30度，所以采取三绕组变压器，次级的
两个绕组一个接成星形，另一个接成三角形，分别供给两组三相
桥。两组整流桥串联后接到负载。两组整流桥输出的电压的相
位彼此相差30度，因此电机负载的电压等于两个整流桥的电压
之和，两个整流桥的电流相等。电气图见图1。
图1 12脉串联整流电路
2 设备配置简介以中关铁矿为例，说明设备选型情况，下图2为传动系统配
置图。
高压进线系统采用的是10KV进线电压，当断路器合闸后，
输入到整流变压器的一次侧。经过整流变压器二次侧变压后，电
压为425V，两台变压器的相位相差30度，分别为两个整流模块
DCS800-S02-5200供电。
DCS800整流模块额定的直流电流为5200A，最大过载的电
流为7366A，可以满足提升机正常的需求。
中频电炉技术说明书
耐力股份 可控硅串联逆变中频电炉技术说明书
第1页，总13页
耐力股份！ 可控硅串联逆变中频电炉
技术说明书
高效节电大功率可控硅串联逆变中频电炉
引言 耐力股份 可控硅串联逆变中频电炉技术说明书
第2页，总13页
耐力股份！ 90年代我国工业飞速发展，大容量、高功率，低能耗的中频电炉越来越被
人们所关注，尤其在铸造领域中，中频电炉能提供高质量的铁水和钢水，便于在
熔化过程中控制温度和化学成份，因此近年大量引进国外制造的大容量可控硅中
频电炉，已达数百台之多，几乎国内上规模的机械制造厂、机床厂、汽车制造厂
的高端技术市场都被国外厂商占有，，目前国内产品比较国外，在控制技术上，按
装工艺上仍有相当差距。
铸造厂的传统熔化设备冲天炉，出铁温度低，铁水在炉中增碳较多，不易生
产出高质量铸铁件，且冲天炉严重污染环境，在城市区域内不容许存在，目前国
内铸造用焦价格猛涨，与中频电炉熔化成本相当。因此大容量中频电炉是铸造厂
节能、高效、清洁环保型熔化设备，所以我们研制，开发大熔量高功率的中频电
炉起点高，技术指标以国外最先进的电炉为目标。串联逆变中频电源具有功率因素
高，我公司生产的中频电源功率因素不低于0.98.高效节能，谐波小。
一、元器件的选择
目前已经研制成功的具有一拖二功能的可控硅中频熔化炉，是高效节电最佳的
熔化设备。
我国电器工业经过多年的发展，目前按装大容量中频电炉元器件己具备相当
条件，大电流耐高压可控硅，高压电热电容己能生产，满足需求。
中频逆变电源的开关元件，目前有二种，可控硅SCR和绝缘栅双极型场效
应晶体管IGBT，根据国外文献所载，大功率，较低频率(<1 000Hz)的逆变电源，
12脉波二极管整流器
串联型12脉波二极管整流器
摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE标准。
关键词：串联型、二极管、整流器
变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
多脉波二极管整流器有两种类型：串联型多脉波二极管整流器和并联型多脉波二极管整流器。前者的所有6脉波二极管整流器的直流侧串联输出，主要用在仅需要一个直流供电的中压传动系统的变频器的前端；后者的每一个6脉波二极管整流器给一个单独的直流负载供电，可以用在需要多个独立直流供电电源的串联H桥多电平逆变器中。本文主要介绍串联型12脉波二极管整流器。
1.串联型12脉波二极管整流器
1.1整流器的结构
图1 12脉波串联型二极管整流器简化结构框图
12脉波串联型二极管整流器的典型结构简化框图如图1所示，它由两个完全相同的6脉波二极管整流器构成，移相变压器二次侧两个三相对称绕组分别给其供电。两个整流器的直流输出串联连接。为了消除网侧电流Ai中的低次谐波，可令变压器二次侧星形连接的绕组的线电压abV与变压器一次侧绕组线电压ABV同相，而变压器 三角形连接的绕组的线电压~~abv超前ABv一个相角，即
30~~ABabvv
二次侧绕组线电压的有效值为
2/~~ABababVVV 则变压器的绕组匝数比为
221NN 3231NN
图1中的sL表示供电电源和变压器之间总的线路电感，变压器总的漏电感可在变压器内部设置。
1.2 理论分析
假定直流滤波电容dC足够大，从而可以忽略直流电源dV中的纹波含量。
中频炉技术协议
10t/2t中频感应熔炼炉
技术协议
甲方: 承德钛通冶金
乙方: 西安合元冶金设备工程有限责任公司
2021年6月 甲方: 承德钛通冶金
乙方: 西安合元冶金设备工程有限责任公司
经甲乙双方充分技术交流, 就10吨及2吨中频感应熔炼炉形成以下技术协议:
一、10t中频感应熔炼炉〔一拖二〕
1.主要技术参数
名称 单位 参数
额定容量 t 10
额定功率 Kw 5500
额定频率 HZ 200
额定温度 ℃ 1600
中频电源 三相全波整流12脉波
额定功率 KW 5500
额定电压 V 1600
整流变压器参数 6相输出
额定容量 KVA 6500
一次电压 KV 10
二次电压 KV ～0.6
液压站
压 力 Mpa 12
介 质 抗磨液压油
冷却水参数
压 力 Mpa ≥ ≥0.15
进水温度 ℃ 炉体 ≤35 电源 ≤32
出水温度 ℃ ≤60 ≤42
流 量 m3/h 160 90
电耗 Kwh/t 560 高次谐波分量 采用不可控整流, 具有小的高次谐波分量。
符合国家标准GB/T14549-93d
2.产品技术标准
JB/T4280 中频无芯感应炉
JB4086-85 中频无芯感应加热用电控设备技术条件
GB/T10066.3-88 电热设备的试验方法-无芯感应电炉
JB/T14549-93 电能质量、公用电网谐波
3.设备运行条件
3.1 环境温度在0~40℃之间
3.2 年平均相对湿度80%。〔25℃〕
3.3 周围没有导电尘埃, 爆炸性气体及会损坏金属和绝缘的腐蚀性气体。
3.4 主电路供电10KV, 波动不大于±10%, 三相不平衡度不大于5%。
3.5 控制系统供电电压380V, 波动不大于±15%。
3.6 上述供电电压必须为正弦波, 波形畸变不大于10%。
6脉冲和12脉冲的区别
6脉冲、12脉冲可控硅整流器的技术比较
一、6脉冲整流器技术原理
6脉冲是指以6个可控硅（晶闸管）组成的全整流桥,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别进行控制，所以叫6脉冲整流。整流原理及整流波形如下所示:
二、12脉冲整流器技术原理
12脉冲是指在原有6脉冲的基础上,在输入端增加了移相变压器之后再增加一组之后以6脉冲整流器，使得整流由12脉冲整流器完成，因此叫12脉冲整流。
三、6脉冲整流器以及12脉冲整流器的谐波分析
理论计算谐波表：
某型号大功率UPS谐波实测数据表:
四、6脉冲整流器与12脉冲整流器的比较
项目 6脉冲整流器 12脉冲整流器 影响
1、辐射到电网的输入电流谐波含量
く10% く4.5%
由于整流滤波型负载引入市电电网会造成电网被“污染”，由此而造成大量的高次谐波电流流过整个供电系统。设备因电网质量的降低而容易导致的停机、误跳闸风险以及寿命的减少等
2．能耗 较大 较小 辐射到电网的输入电流谐波含量小
高次谐波会在输入电力变压器、电缆上产生附加热损，造成能源浪费。
3．发电机宕机 易 不会 避免了励磁绕组的正反馈效应
4．引起开关误动作 易 不易
5．UPS前端需发电机容量 大，要求按1。6~2倍配置发电机的容量 更小，按1.5～1.8倍配置发电机的容量 6脉冲整流器UPS需1。8倍以上油机容量
12脉冲整流器只需1。5倍油机容量
6．UPS输入开关、电缆容量配置 增加 不增加 由于6脉冲整流输入峰值电流较大，变压器，断路器,电缆等均需降额使用,从而导致投资费用增加.
7。整流器输出纹波电压 较大 降低50% 12脉冲整流器输出的直流电压的纹波是6脉冲的50％，大大降低了电池充电时的纹波影响，可有效延长电池的寿命。
五、结论
终上所述，12脉冲整流器比12脉冲整流器具有更好的谐波抑制功能，对电网的干扰更少，从而大大减少设备因电网干扰而导致的停机、误跳闸风险以及寿命的减少等,但由于结构及控制更复杂，增加了1组6脉冲整流器以及移相变压器,导致成本上升较多。12脉冲整流器的适应环境更加广泛，在恶劣的环境下更具有应有优势！