高壓變頻器應(yīng)用分析(已修改)
2025-08-30 17:17 本頁面
【正文】 高壓變頻器應(yīng)用分析1 引言 近年來，各種高壓變頻器不斷出現(xiàn)，高壓變頻器到目前為止還沒有像低壓變頻器那樣近乎統(tǒng)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)高電壓組成方式可分為直接高壓型和高低高型。根據(jù)有無中間直流環(huán)節(jié)可以分為交交變頻器和交直交變頻器。在交直交變頻器中，按中間直流濾波環(huán)節(jié)的不同，可分為電壓源型和電流源型。直接高壓交直交變頻器直接輸出高壓，無需輸出變壓，效率高，輸出頻率不受限制，應(yīng)用較為廣泛。評(píng)價(jià)高壓變頻器的指標(biāo)主要有:成本、可靠性、對(duì)電網(wǎng)的諧波污染、輸入功率因數(shù)、輸出諧波、dv/dt、共模電壓、系統(tǒng)效率、能否四象限運(yùn)行等。本文主要從使用高壓變頻器后對(duì)電網(wǎng)的諧波污染、功率因數(shù)等方面討論高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)的影響，并從高壓變頻器的輸出諧波、dv/dt、共模電壓等方面討論高壓變頻器對(duì)電機(jī)的影響。變頻器對(duì)電網(wǎng)的影響主要取決于變頻器整流電路的結(jié)構(gòu)和特性。高壓變頻器輸出對(duì)電機(jī)的影響主要取決于逆變電路的結(jié)構(gòu)和特性。美國(guó)的NEMA標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)諧波發(fā)熱、dv/dt等方面的相應(yīng)規(guī)定，具體規(guī)定是在MGI 1993的第30節(jié)。 2 高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)的諧波污染 近年來，高壓變頻器的應(yīng)用越來越廣泛，由于高壓變頻器相對(duì)來說容量較大，占整個(gè)電網(wǎng)容量的比重較為顯著，所以高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)的諧波污染問題已經(jīng)不容忽視。許多場(chǎng)合由于采用了輸入諧波電流較高的變頻器，產(chǎn)生了嚴(yán)重的諧波污染問題。從本質(zhì)上而言，任何高壓變頻器或多或少會(huì)產(chǎn)生輸入諧波電流，只是程度不同而已。解決諧波污染的辦法有二種: 一是采取諧波濾波器，對(duì)高壓變頻器產(chǎn)生的諧波進(jìn)行治理，以達(dá)到供電部門的要求，也即通常所說的“先污染，后治理”的辦法。 二是采用產(chǎn)生諧波電流小的變頻器，變頻器本身基本上不對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染，即所謂的“綠色”電力電子產(chǎn)品，從本質(zhì)上解決諧波污染問題。國(guó)際上對(duì)電網(wǎng)諧波污染控制的標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)用較為普遍的是IEEE5191992，我國(guó)也有相應(yīng)的諧波控制標(biāo)準(zhǔn)。圖1 6脈沖晶閘管整流電路 圖1示出了一種常見的6脈沖晶閘管整流電路結(jié)構(gòu)，主要用于各種電流源型變頻器。這種整流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是輸入電流中含有很高的諧波分量，輸入電流的5次諧波可達(dá)20％，7次諧波可達(dá)12％(圖2)。由于晶閘管的快速換相會(huì)產(chǎn)生一定的高次諧波，可達(dá)35次以上，高次諧波會(huì)對(duì)通信線路產(chǎn)生一定的干擾。這種整流電路總的諧波電流失真約為30％，由于輸入諧波較高，一般要設(shè)置輸入諧波濾波器，濾波器的設(shè)計(jì)與電網(wǎng)參數(shù)和負(fù)載工況都有關(guān)系，一旦參數(shù)和工況發(fā)生變化，濾波器又得重新調(diào)整，十分不便，且影響濾波效果。但此方案較為經(jīng)濟(jì)，一般適用于變頻器占電網(wǎng)負(fù)荷較小比例下安裝。 12脈沖晶閘管整流電路，整流器由兩組晶閘管整流橋串聯(lián)而成,分別由輸入變壓器的兩組副邊(星型和三角形， 互差30176。電角度)供電。這種整流電路的優(yōu)點(diǎn)是把整流電路的脈沖數(shù)由6脈沖提高到12脈沖,帶來的好處是大大降低了5次和7次諧波電流。因?yàn)閷?duì)晶閘管整 流電路而言,諧波電流近
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