专利名称：采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低压变频器技术领域，特别指一种采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源装置。
背景技术：
国内主流的电磁搅拌变频专用电源主要部分由一台大型隔离变压器、N台低压变频器等组成，现场连铸有N流，就有N台电磁搅拌。在低压变频器中，电磁搅拌变频电源产生谐波的源头是整流部分，整流电路采用6脉冲二极管不可控桥式整流电路，其输出电流经过中间环节处理后仍含有较大的高次谐波分量，当这些含有高次谐波的电流注入到工业电网后会造成很大的谐波污染。而没有对电磁搅拌变频专用电源输入谐波做任何处理时， 其危害如下(1)使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，影响各种电器设备的正常工作；(2)引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振；(3)导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电器测量仪表计量不准确；(4)对邻近的通信系统产生干扰，产生噪声，降低通信质量。现阶段由于电磁搅拌是炼钢厂连铸设备中一个不可或缺的组成部分，电磁搅拌系统对工业电网污染很大，从而引发一系列的问题，其经济损失无法估计。为了解决输入谐波的危害，如在每台变频器前端加入滤波器，消除谐波，但导致设备成本上升，也给厂家施工、 维护等方面带来了一系列的不便。
发明内容本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源。本系统在输入端进行多重化设计形成多脉冲整流，减少输入谐波，无需使用滤波器即可达到完美的输入波形。本实用新型的技术方案是构造一种采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌器电源，其中包括电源分配柜、移相变压器、电磁搅拌变频器、电磁搅拌和变频电源整流部分，其中系统至少设置二台电磁搅拌变频器，在电磁搅拌变频器的前端设置至少二台与电磁搅拌变频器对应连接的移相变压器，在电磁搅拌变频器后端设置电磁搅拌变频器，电源分配柜设置在移相变压器的前端变频电源整流部分连接电磁搅拌变频器。本实用新型的优点及有益效果本实用新型采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源由于装有移相变压器，因而消去了输入电流中的绝大部分谐波，又保留了二极管整流电路的高功率因数特性，因此具有较高的功率因数。另一方面，变频器为电压源型低压变频器直流环节为电容，电磁搅拌需要的无功电流由电容提供，而不需要和电网交换，变频器输入功率因数高，基本上都大于0.95，在整个使用范围内基本保持不变。移相变压器具有隔离的作用，电磁搅拌专用变频电源无需再装隔离变压器。采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源一方面减少了谐波对工业电网的污染，另一方面无需使用滤波器、隔离变压器等降低了设备成本。
图1是本实用新型副边绕组超前一定角度绕组图与向量图。图2是本实用新型副边绕组滞后一定角度绕组图与向量图。图3是本实用新型电磁搅拌变频电源主回路图。图4是本实用新型原理框图。
具体实施方式
由图1至4可知，本实用新型采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源，其特征在于包括电源分配柜4、移相变压器5、电磁搅拌变频器6、电磁搅拌8和变频电源整流部分7，其中系统至少设置二台电磁搅拌变频器6，在电磁搅拌变频器6的前端设置至少二台与电磁搅拌变频器6对应连接的移相变压器5，在电磁搅拌变频器6后端设置电磁搅拌器 8，电源分配柜4设置在移相变压器5的前端变频电源整流部分7连接电磁搅拌变频器6。电磁搅拌变频器6包括整流电路1、中间直流环节2和逆变电路3，其中整流电路 1采用6脉冲二极管不可控桥式整流，中间直流环节采用电解电容Cl进行滤波和能量储存逆变电路3再将直流变交流。本实用新型的工作原理本实用新型在每台电磁搅拌变频器前端加一台移相变压器进行多重化设计形成多脉冲整流。当现场有N台电磁搅拌变频器时，移相变压器每个绕组所需要偏移的角度 L=360° +M，有N台电磁搅拌专用变频器就有M=6XN个脉冲整流。采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源中移相变压器的工作原理移相变压器的多个移相组利用延边星形接线向两边延边移相得到需要的相位角，形成一定的相位差(根据现场流数的不同，我们可以推导出相应的相位角)。各移相组分别为相应的电磁搅拌变频器供电， 实现了输入多重化功效，可根据图1，副边绕组超前所需偏移的角度，可根据图2，副边绕组滞后所需偏移的角度。三相桥式整流电路的一个周期内输出的的电压，有六个脉波，这六个脉波在相位角上互相偏差了 60°角。在理想情况下，则在-π/Μ π/M在这个区间内，整流电压 U= V 2*COScot。整流电流和整流电压的谐波分量都主要取决于脉动数M和相位。(谐波次数J=M士增多时，J的最低次谐波的次数增大，电压的波纹因素减小。每台变频电源器内有三相全桥整流部分，利用电网谐波的相互补偿作用降低谐波的含量。如图4，我们根据现场连铸3流来配备1台电源分配柜、3台移相变压器，3台电磁搅拌专用变频电源柜组成一套完美无谐波电磁搅拌专用变频电源。形成18个脉波整流移相系统，相位间隔为360° +18=20°。其接线组别计移相角按顺序分别为Y，yll_20° ； Y，yll ；Y,yll+20° ；通过移相，桥式整流部分运行后，除基波电流外，均流过KK=N*18士 1
4(N为整数)次谐波电流，而K为奇数的N*9士 1次谐波电流相互抵消。 根据常用的脉波数，推荐的移相角选择表如下
脉波数脉波间隔移相角660°Y,yll ；1230°Y, yll-20°Y’ yll ；1820°Y, yll-20°Y,yll ；Y,yll+20° ；2415°Y, yll-30°Y, yll-15°Y, yll ；Y,yll+15° ；3012°Y, yll-24°Y, yll-12°Y, yll ；Y,yll+12° ；Y,yll+24° ；3610°Y, yll-30°Y, yll-20°Y，yll—10° ；Y, yll ；Y,yll+10° ；Y,yll+20° ； 从理论上可以推导出下列结论6脉冲整流5次以下谐波自动抵销；12脉冲整流11次以下谐波自动抵销；18脉冲整流17次以下谐波自动抵销；24脉冲整流23次以下谐波自动抵销；30脉冲整流 次以下谐波自动抵销；36脉冲整流35次以下谐波自动抵销；…本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1.一种采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源，其特征在于包括电源分配柜(4)、移相变压器(5)、电磁搅拌变频器(6)、电磁搅拌(8)和变频电源整流部分 (7)，其中系统至少设置二台电磁搅拌变频器(6)，在电磁搅拌变频器(6)的前端设置至少二台与电磁搅拌变频器(6 )对应连接的移相变压器(5 )，在电磁搅拌变频器(6 )后端设置电磁搅拌器(8)，电源分配柜(4)设置在移相变压器(5)的前端变频电源整流部分(7)连接电磁搅拌变频器(6)。
2.根据权利要求1所述的采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源， 其特征在于所述的电源包括整流电路(1)、中间直流环节(2)和逆变电路(3)，其中整流电路(1)采用6脉冲二极管不可控桥式整流，中间直流环节采用电解电容Cl进行滤波和能量储存逆变电路(3)再将直流变交流。
专利摘要本实用新型涉及低压变频器技术领域，特别指一种采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源装置。其中包括电源分配柜(4)、移相变压器(5)、电磁搅拌变频器(6)、电磁搅拌(8)和变频电源整流部分(7)，其中系统至少设置二台电磁搅拌变频器(6)，在电磁搅拌变频器(6)的前端设置至少二台与电磁搅拌变频器(6)对应连接的移相变压器(5)，在电磁搅拌变频器(6)后端设置电磁搅拌器(8)，电源分配柜(4)设置在移相变压器(5)的前端变频电源整流部分(7)连接电磁搅拌变频器(6)。采用移相变压器分散供电的新型无谐波电磁搅拌变频电源一方面减少了谐波对工业电网的污染，另一方面无需使用滤波器、隔离变压器等降低了设备成本。
文档编号H02M5/10GK202153710SQ201120286669
公开日2012年2月29日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者向新星, 喻国强, 朱晶亮, 杨立军, 欧阳红林, 董湘凌, 邹德义 申请人:湖南中科电气股份有限公司