『變頻器與傳動(dòng)』:了解高壓變頻器的原理及應(yīng)用.doc

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1、中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)『變頻器與傳動(dòng)』:了解高壓變頻器的原理及應(yīng)用2014年07月21日15:44來(lái)源:中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)微博博客微信我有話說(shuō)(10086人參與)【中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】『變頻器與傳動(dòng)』:了解高壓變頻器的原理及應(yīng)用高壓大功率電動(dòng)機(jī)做為工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備,還具有很大的節(jié)能潛力,我們有必要大力發(fā)展高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù),以滿足這樣的需要,這就必須了解高壓變頻器的原理及應(yīng)用。  目前,隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來(lái),原來(lái)一直難于解決的高壓?jiǎn)栴},近年來(lái)通過(guò)器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決

2、。其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也越來(lái)越為廣范,這為工礦企業(yè)高效、合理地利用能源(尤其是電能)提供了技術(shù)先決條件。  幾種常用高壓變頻器的主電路分析  (1)單元串聯(lián)多重化電壓源型高壓變頻器  單元串聯(lián)多重化電壓源型高壓變頻器利用低壓?jiǎn)蜗嘧冾l器串聯(lián),彌補(bǔ)功率器件IGBT的耐壓能力的不足。所謂多重化,就是每相由幾個(gè)低壓功率單元串聯(lián)組成,各功率單元由一個(gè)多繞組的移相隔離變壓器供電,用高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制和以光導(dǎo)纖維隔離驅(qū)動(dòng)。但其存在以下缺點(diǎn):  a)使用的功率單元及功率器件數(shù)量太多,6kV系統(tǒng)要使用150只功率器件(90只二極管,60只IGBT),裝置的體積太

3、大,重量大,安裝位置和基建投資成問(wèn)題;  b)所需高壓電纜太多,系統(tǒng)的內(nèi)阻無(wú)形中增大,接線太多,故障點(diǎn)相應(yīng)的增多;  c)一個(gè)單元損壞時(shí),單元可旁路,但此時(shí)輸出電壓不平衡中心點(diǎn)的電壓是浮動(dòng)的,造成電壓、電流不平衡,從而諧波也相應(yīng)的增大,勉強(qiáng)運(yùn)行時(shí)終究會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的損壞;  d)輸出電壓波形在額定負(fù)載時(shí)尚好,低于25Hz以下畸變突出;  d)輸出電壓波形在額定負(fù)載時(shí)尚好,低于25Hz以下畸變突出;  e)由于系統(tǒng)中存在著變壓器,系統(tǒng)效率再提高不容易實(shí)現(xiàn);移相變壓器中,6kV三相6繞組×3(10kV時(shí)需12繞組×3)延邊三角形接法,在三相電壓不平

4、衡(實(shí)際上三相電壓是不可能絕對(duì)平衡的)時(shí),產(chǎn)生的內(nèi)部環(huán)流,必將引起內(nèi)阻的增加和電流的損耗,也相應(yīng)的就造成了變壓器的銅損增大。此時(shí),再加上變壓器的鐵芯的固有損耗,變壓器的效率就會(huì)降低,也就影響了整個(gè)高壓變頻器的效率。這種情況在越低于額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),越是顯著。10kV時(shí),變壓器有近400個(gè)接頭、近百根電纜。在額定負(fù)荷時(shí)效率可達(dá)96%,但在輕負(fù)荷時(shí),效率低于90%。  (2)中性點(diǎn)鉗位三電平PWM變頻器  該系列變頻器采用傳統(tǒng)的電壓型變頻器結(jié)構(gòu)。中性點(diǎn)鉗位三電平PWM變頻器的逆變部分采用傳統(tǒng)的三電平方式,所以輸出波形中會(huì)不可避免地產(chǎn)生比較大的諧波分

5、量,這是三電平逆變方式所固有的。因此在變頻器的輸出側(cè)必須配置輸出LC濾波器才能用于普通的鼠籠型電機(jī)。同樣由于諧波的原因,電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率、甚至壽命都會(huì)受到一定的影響,只有在額定工況點(diǎn)才能達(dá)到最佳的工作狀態(tài),但隨著轉(zhuǎn)速的下降,功率因數(shù)和效率都會(huì)相應(yīng)降低。  多電平+多重化高壓變頻器。多電平+多重化高壓變頻器的本意是想解決高壓IGBT的耐壓有限的問(wèn)題,但此種方式,不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,而且降低了多重化冗余性能好和三電平結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。因此此類變頻器實(shí)際上并不可取。  此類型變頻器的性能價(jià)格優(yōu)勢(shì)并不大,與其同時(shí)采用多電平和多重化兩種技術(shù),還

6、不如采用前面提到的高壓IGBT的多重化變頻器或者三電平變頻器?! ?3)電流源型高壓變頻器  功率器件直接串聯(lián)的電流源型高壓變頻器是在線路中串聯(lián)大電感,再將SCR(或GTO、SGCT等)開關(guān)速度較慢的功率器件直接串聯(lián)而構(gòu)成的。  這種方式雖然使用功率器件少、易于控制電流,但是沒(méi)有真正解決高壓功率器件的串聯(lián)問(wèn)題。因?yàn)榧词构β势骷霈F(xiàn)故障,由于大電感的限流作用,di/dt受到限制,功率器件雖不易損壞,但帶來(lái)的問(wèn)題是對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重、功率因數(shù)低。并且電流源型高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓及電機(jī)負(fù)載的變化敏感,無(wú)法做成真正的通用型產(chǎn)品?! ‰娏髟葱透邏鹤冾l器是最

7、早的產(chǎn)品,但凡是電壓型變頻器到達(dá)的地方,它都被迫退出,因?yàn)樵诮?jīng)濟(jì)上、技術(shù)上,它都明顯處于劣勢(shì)。當(dāng)前位置:中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)>變頻器與傳動(dòng)>進(jìn)入【中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】討論原文標(biāo)題:『變頻器與傳動(dòng)』:了解高壓變頻器的原理及應(yīng)用本文來(lái)源:中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí),對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。此消息系轉(zhuǎn)載自中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)合作媒體,中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)

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