电渣炉是冶金领域生产电渣锭的特殊冶炼设备,其供电方式为单相交流供电,且随着炉体吨位的不同,需求电流达到几千至数万安培。传统电渣炉因常规变频器输出电流的局限性不得不使用工频直接供电,此种供电方式,分布电感不可忽视,导致系统功率因数多在0.8以下,电能浪费严重,且因单相供电,无法保证三相平衡,引起电网波形畸变,导致谐波污染严重。在现代工业提倡节能减排的形势下,本文采用从工频三相到低频单相的交-交变频方案,将供电电源频率降低,减少感抗压降,提高功率因数。本文针对低频电源的技术难点,为提高供电系统的功率因数,降低谐波污染,设计了输出10.8MW,1~5Hz可调的300T电渣炉单相低频供电电源变换系统,考虑到晶闸管数量较多、钢质整流柜壳体因涡流发热及扩大输出电流容量等问题,经比较,主电路的基本拓扑结构选为带平衡电抗器的双反星形同相逆并联交-交变频电路。为降低注入电网电流的谐波和系统运行时电网电压的脉动频率对系统运行的影响,变压器设计为24脉波整流变压器。应用有载调压器粗调和晶闸管细调相结合实现输出电压、电流的精确控制,保证系统在不同的工况下都有较高的功率因数。采用以DSP和CPLD为核心单元的全数字化、相位自适应触发控制板,确保多路脉冲同时产生。整套系统还设计了完善的电压、电流信号检测与处理电路、保护电路和监控电路。最后,对软硬件设计进行仿真和调试,验证设计结果的正确性和可行性,进一步证实降低电渣炉供电电压频率,可以提高功率因数,减少电能浪费。