*五十五节 中频炉的电磁兼容问题与控制

 　　中频炉利用磁场感应涡电流的原理对金属进行加热。利用磁场感应电流加热金属是一个传统的工艺，但是过去大多采用工频电流，直接采用工频磁场感应加热的效率很低。中频炉的原理是将工频电流转变成更高频率(称为中频)的电流，提高了加热效率，中频炉的频率一般在150Hz~3kHz。

　　中频炉本身等效成一个变压器，炉体内部的待加工金属是变压器的次级绕组，炉体外面的线圈是初级绕组。当在初级施加电流时，次级就会感应出电流，产生热量，使金属熔化。向初级线圈中注入电流的装置称为中频炉的电源。中频炉的电源实际就是一个逆变器，将工频电压整流为直流电压后，逆变得到更高频率(也就是中频)的电压。

　　中频炉工作时，产生较强的谐波电流发射和射频电流发射。谐波电流带来的主要危害包括：

　　1) 导致电缆过热：谐波电流流过电缆时，比基波电流产生更大热量。因为我们在进行线路设计时，导体的截面积是按照基波频率设计的，而当这些导体中流过谐波电流时，会引起导体过热，进而导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。

　　2) 导致变压器过热：谐波电流流过变压器时，使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象，导致变压器的实际容量降低。过高的温度会缩短变压器的寿命。

　　3) 损伤无功补偿装置：谐波电流导致无功补偿装置频繁损坏，或者进入保护状态，有时，不仅无功补偿器出现故障，甚至变压器也会遭到损坏。

　　4) 干扰其它电气电子设备：谐波电流会导致数字控制设备，PLC、数控机床等，发生误动作;还会导致信号采集系统、测量仪器等的精度降低，以及电动机发生抖动、过热。

　　5) 导致保护器意外跳闸：也就是电路的负荷远没有达到额定负荷的状态下，电路保护装置就会动作。

　　6) 增加能耗：谐波电流会导致变压器和导线发出额外的热量，这些都会导致额外的电能消耗。另外，谐波电流所产生的功率都是无功功率，这也会增加能耗。

　　由于中频炉的谐波电流发射会导致上述的种种危害，因此，对中频炉进行谐波治理是十分必要的。ZHF谐波滤波器是专为中频炉开发的谐波滤波器，它能够滤除5次以上的各次谐波电流。通过治理谐波电流，可以获得如下好处：

　　1) 配电系统更加稳定：由于没有谐波电流，变压器和电缆不会过热，延长了变压器和电缆寿命，并且继电保护装置不会误动作，使配电更加稳定;

　　2) 无功补偿装置更加安全：由于没有谐波电流流进无功补偿装置，无功补偿装置能够达到设计的性能，**功率满足电力公司的要求;

　　3) 节省能源：由于功率因数提高，能够节省电费。另外，消除了谐波电流导致的发热，自然节省了能耗。

　　4) 不会干扰其它电气电子设备：同一个电网上的数字控制设备，PLC、数控机床等，工作更加稳定。

　　ZHF谐波滤波器适合于各种6脉整流电路为输入电路的中频炉。在选用时，需要提供：中频炉的工作电压、功率(或者电流)、中频炉属于电压源性的还是电流源性的(或者，中频炉的整流电路是普通二极管正流，还是可控硅的相控整流)。

　　对于普通二极管整流的中频炉，安装滤波器后，总谐波电流畸变率THID<10%。对于可控硅整流的中频炉，安装滤波器后，总谐波电流畸变率THID<15%。