高壓變頻器應(yīng)用分析(更新版)
【正文】 生脈動(dòng)，在 電機(jī)低速時(shí)，還會(huì)發(fā)生步進(jìn)現(xiàn)象，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可能引起電機(jī)與負(fù)載組成的機(jī)械系統(tǒng)的共振。 在PWM電壓源型變頻器中，當(dāng)輸出電壓較高時(shí)，通常采取三電平PWM方式，也稱NPC(Netural為了降低輸出諧波，也有 采用輸出12脈沖方案或設(shè)置輸出濾波器，輸出諧波會(huì)有較大改善，但系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性也會(huì)大大增加。jout—變頻器輸出功率因數(shù)。coscosjin=(Uout/Uinh)cosjout=(f/fnomh)cosjout式中，Uin—變頻器輸入電壓。我們也可以從能量轉(zhuǎn)換角度來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)然系統(tǒng)的復(fù)雜和成本也大大增加了。使電機(jī)絕緣不受共模電壓的影響。其中n是自然數(shù),分別由輸入變壓器的兩組副邊(星型和三角形， 互差30176。 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(wèn)題。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。根據(jù)高電壓組成方式可分為直接高壓型和高低高型。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)。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)。帶來(lái)的好處是大大降低了5次和7次諧波電流。雖然12脈沖整流電路的諧波電流比6脈沖結(jié)構(gòu)大大下降,圖3顯示了18脈沖晶閘管整流電路結(jié)構(gòu)，電路由三組晶閘管整流串聯(lián)而成，變壓器三組副邊均為三角形，互差 20176。18脈沖晶閘管整流電路3fnom—變頻器輸入頻率，即電源頻率。功率因數(shù)補(bǔ)償裝置既增加成本和體積，又降低了系統(tǒng)的效率和可靠性。因?yàn)橛袨V波電容存在，負(fù)載所需的無(wú)功電流可以通過(guò)逆變器由濾波電容提供，所以一般不會(huì)反映到整流器輸入側(cè)。圖4與普通的二電平PWM變頻器相比，由于輸出相電壓電平數(shù)增加到3個(gè)，每個(gè)電平幅值 相對(duì)下降，且提高了輸出電壓諧波消除算法的自由度，可使輸出波形質(zhì)量比二電平PWM變頻器有較大的提高。1次諧波。電流源型變頻器采用12脈沖多重化后，輸出電流波形更接近正弦波，由于5次和7次諧波大大降低，6倍頻率脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩大大減小，剩下主要為12倍頻的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，總的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)明顯降低。較大的dv/dt會(huì)影響電機(jī)的絕緣，尤其當(dāng)變頻器輸出與電機(jī)之間電纜距離較長(zhǎng)時(shí)，由于線路分布電感和 分布電容的存在，會(huì)產(chǎn)生行波反射作用，dv/dt會(huì)放大，在電機(jī)端子處可增加一倍以上，對(duì)電機(jī)絕緣引起損壞。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
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