【導(dǎo)讀】本文分析了弧焊逆變電源的諧波產(chǎn)生原因,對兩種主要成因進(jìn)行了非常詳細(xì)的講解。在充分了解諧波產(chǎn)生的原因之后,相信大家再遇到電路中的諧波問題就能夠理清思路進(jìn)行分析,從而通過自己的思考解決問題。
自弧焊逆變電源問世以來,經(jīng)過技術(shù)的不斷改進(jìn),其容量與性能已經(jīng)得到了很大的提升。并且由于體積小、易于控制等特點(diǎn),弧焊逆變電源被大量應(yīng)用到電路設(shè)計(jì)中,但不可否認(rèn)的是,其也存在這一定的缺點(diǎn),由于同時(shí)包含了整流與逆變等環(huán)節(jié),在弧焊逆變電源中會(huì)出現(xiàn)電流波形畸變的情況。
這就會(huì)產(chǎn)生較多的高次諧波。在本篇文章當(dāng)中,小編將為大家分析兩種主要的諧波產(chǎn)生原因,諧波產(chǎn)生的原因主要有以下兩種。
第一種,逆變電源內(nèi)部干擾源逆變電源是一個(gè)強(qiáng)電和弱電組合的系統(tǒng)。在焊接過程中,焊接電流可達(dá)到幾百甚至上千安培。因電流會(huì)產(chǎn)生較大的電磁場,特別在逆變主電路采用高逆變頻率的焊接電源系統(tǒng)中,整流管整流、高頻變壓器漏磁、控制系統(tǒng)振蕩、高頻引弧、功率管開關(guān)等均會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波干擾。
其次,鎢極氬弧焊機(jī)如果采用高頻引弧時(shí),由于焊機(jī)利用頻率達(dá)幾十萬赫茲,電壓高達(dá)數(shù)千伏的高頻高壓擊穿空氣間隙形成電弧,因此高頻引弧也是一個(gè)很強(qiáng)的諧波干擾源。對于計(jì)算機(jī)控制的智能化弧焊逆變電源來說,由于采用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行速度越來越高,因此控制板本身也成了一個(gè)諧波干擾源,對控制板的布線也提出了較高的要求。
第二種,逆變電源外部干擾源電網(wǎng)上的污染對電源系統(tǒng)來說是較為嚴(yán)重的干擾,由于加到電網(wǎng)上的負(fù)載千變?nèi)f化,這些負(fù)載或多或少對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波干擾,如大功率設(shè)備的使用使電網(wǎng)電壓波形產(chǎn)生畸變,偶然因素造成瞬時(shí)停電,高頻設(shè)備的開啟造成電網(wǎng)電壓波形具有高頻脈沖、尖峰脈沖成分。另外在焊接車間內(nèi),由于不同焊接電源在使用時(shí)接地線可能相互連接,因此如不采取相應(yīng)的措施,高頻成分的諧波信號很容易竄入控制系統(tǒng),使電源不能正常工作,甚至損壞。
諧波的特點(diǎn)及危害
弧焊逆變電源以其高效率電能轉(zhuǎn)換著稱,隨著功率控制器件向?qū)嵱没痛笕萘炕较虬l(fā)展,弧焊逆變電源也將跨入高頻化、大容量的時(shí)代?;『改孀冸娫磳﹄娋W(wǎng)來說,本質(zhì)上是一個(gè)大的整流電源,由于電力電子器件在換流過程中產(chǎn)生前后沿很陡的脈沖,從而引發(fā)了嚴(yán)重的諧波干擾。逆變電源的輸入電流是一種尖角波,使電網(wǎng)中含有大量高次諧波。高次電壓和電流諧波之間存在嚴(yán)重相移,導(dǎo)致焊機(jī)的功率因數(shù)很低。低頻畸變問題是當(dāng)前電力電子設(shè)備的一個(gè)共性問題,目前在通信行業(yè)、家電行業(yè)都已引起相當(dāng)?shù)闹匾暋?/div>
另外,目前逆變焊機(jī)多采用硬開關(guān)方式,在功率元件的開關(guān)過程中不可避免地對空間產(chǎn)生諧波干擾。這些干擾經(jīng)近場和遠(yuǎn)場耦合形成傳導(dǎo)干擾,嚴(yán)重污染周圍電磁環(huán)境和電源環(huán)境,這不僅會(huì)使逆變電路自身的可靠性降低,而且會(huì)使電網(wǎng)及臨近設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。