晶闸管中频电源运行中的抗干扰问题研究

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1、晶闸管中频电源运行中的抗干扰问题研究1引言随着电力电子技术的发展和电力电子元器件制造水平的捉高，中频感应加热技术F1臻完善。中频感应加热以其便捷高效的加热性能止逐步収代煤、油等燃料加热而成为工业加热的首选方式。作为感应加热装置的电源，KGPS（晶闸管静止变频装置）与传统BPS机组（中频发电机组）相比，负载适应性强，效率高，易于形成自动加热线，已在工业加热领域得到越來越广泛的应用。无论是锻造、铸造还是热处理牛产线，作为前端加热工序中的关键设备，KGPS电源一旦出现故障，就会直接造成整条生产线停产。所以，KGPS电源运行的可靠性值得重点关

2、注。实际应用中，可控硅电源所在现场环境条件往往较差，振动强，温度髙，灰尘多，同时作为复杂的交一直一交变频系统，电源运行屮较易受到各种干扰信号的影响，特别对电源触发系统和保护系统的影响尤为显著。当KGPS电源触发系统电路受到干扰时，往往造成电源启动性能下降；当保护系统电路受到干扰时，会造成保护环节（过流、过压等）谋动作，导致电源频繁跳闸，不能正常工作，其至造成保护失灵，损坏功率元件，引发设备事故。由于干扰信号的随机性，对于此类故障的分析诊断比较困难，稍有不慎，还有可能造成故障扩人。所以，对可控硅中频电源运行中涉及到的各种干扰信号进行综合

3、分析，研究确定相应的抗干扰桔施，对于提高中频电源运行可靠性具有重耍意义。2KGPS电源运行中的主要干扰信号2.1电场干扰在国内外的电磁兼容标准中，把电场干扰常定名为射频干扰。电场干扰的强弱首先与电场强度冇关，控制线路所处环境电场强度越大，受到的干扰越强。电场干扰还与频率冇关,射频频率越低，其发射能力越弱，形成对外十扰的作用也越小。具体到感应加热装置，因为变频器发出的电场频率远远低于0・5MHz（射频一般都在0.5MHz以上），相对于磁场干扰而言，电场干扰强度很小，只有逆变晶闸管导通和截止的转换过程中，换相频率较高，阴极和阳极问电压的变

4、化du/dt可能产生有效的空间电场干扰。2.2磁场干扰在带电母线周囤存在着与母线电流同频率的磁力线，磁力线匝链控制线就会在控制线中感应电流，造成控制信号畸变，从而产牛:磁场干扰。it］磁力线匝链控制电路板或信号检测电路板，也会产生有效的磁场干扰。在变频柜中，电场和磁场干扰都存在，就干扰强度而言,磁场干扰强度人于电场干扰，特别是逆变主电路所有母线屮都载有很大的屮频电流，其周围的磁场很强，因此产生的干扰不容忽视，应重点抑制。2.3传导干扰传导干扰分为两部分，一是为感应加热变频器供电的电网屮如果还有其他用电设备，尤其是大功率的用电设备，如电

5、动机、电容器柜等，那么这些设备在启动、停机等操作过程中都会产生干扰脉冲电压，并会沿三相电源线传导进入感应加热变频电源，这部分属于外来的传导干扰；另一部分是变频器正常运行时在内部产生的传导干扰，如逆变换相产生的电压尖峰，也会通过各种不同的传导途径进入主控制板形成十扰，这部分属于内部的传导十扰。3抗干扰的若干措施3.1电磁屏蔽对于电场干扰和磁场干扰而言，电磁屏蔽是最常见、最有效的一种抗干扰措施，它属于被动的抗扰描施。电磁屏蔽虽不能降低电场或磁场干扰信号的强度，但可以削弱电磁干扰信号对正常工作线路的影响。电场屏蔽主要用于削弱电场干扰，在变频

6、器柜屮，主控制板最好女装在铁箱内，铁箱与壳体一起连接到大地，这就形成一道冇效的电场屏蔽。任何控制信号在导线中传输时都有电流产牛，冇电流必冇回路，回路必须要有两条导线才能形成，两条导线Z间的空隙中如果有干扰磁力线通过，在回路中就会产牛十扰电流。要避免这种干扰，唯有尽量减小两条导线之间的间隙。使用紧密绞线可以最大限度减小两条导线之间的问隙，也就人人减少T扰磁力线的窜人。在KGPS变频电源柜中，可控硅触发信号、中频反馈信号等线路应采用屏蔽线或绞线布置，并且布线应尽可能的短。2.2信号滤波可控硅中频电源实际运行过程中，对丁•來口同一供电网络中

7、其它用电设备的外來传导干扰是不可能去除的，唯有加强防范，信号滤波是最常川的防范措施。在KGPs变频电源中,三相电源进线端的RC吸收冋路就是一个有效的抗扰滤波电路。当同一供电网络中其它用电设备（尤其是人容量用电设备）启、停时，因电流变化，在电源冋路上就会感应过电压（包括供电变压器漏感和供电线路分布电感），形成干扰信号，对屮频电源造成传导干扰，在经过RC信号滤波电路时，电容C就冇一个充电的过程，也就是吸收过电压能屋的过程。通常过电压持续的时间都比较短，如果电容器的容量足够大，在对控硅中频电源电路中就不会产生尖峰形成干扰。同样，整流触发同步

8、变压器输入、输出信号及所有检测电路中都必须设置RC滤波电路。特別需要说明的是，所冇信号滤波电路中R、C参数的选择对于滤波效果冇直接影响，不能随意替换。其中R为阻尼电阻，用以防止电源回路电感耳电容C发牛谐振，如果R选择过小