高壓變頻器基礎教程-展示頁
2025-06-25 20:05本頁面
【正文】 成結構如圖2所示。變頻器運行與電機參數(shù)(主要是漏感)的關系較大，換相電容的容量要與電機電感和負載電流相匹配。一、 晶閘管電流源型變頻器（一） 1 串聯(lián)二極管式電流源型變頻器圖1是串聯(lián)二極管式電流源型變頻器的逆變電路結構圖。高性能時，通常采取磁場定向矢量控制，采用常見的轉速電流雙閉環(huán)，通過速度和磁通閉環(huán)調節(jié)器分別得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量，經過極坐標變換，得到定子電流幅值和負載角，定子電流的幅值作為電流環(huán)的給定值，控制晶閘管整流電路實現(xiàn)定子電流的閉環(huán)控制，負載角和同步旋轉坐標系的位置角迭加在一起，用于逆變側晶閘管的觸發(fā)脈沖分配。在系統(tǒng)控制上，電流源型變頻器在一般應用時采取電壓頻率協(xié)調控制。導通方式?！ ‰娏髟葱妥冾l器種類較多，主要有串聯(lián)二極管式，輸出濾波器換相式，負載換相式和GTOPWM式等。電流源型變頻器的輸出電流諧波較高，會引起電機的額外發(fā)熱和轉矩脈動，必要時也可采取輸出12脈沖方式或設置輸出濾波器，當然系統(tǒng)的復雜性和成本也會增加。電流源型變頻器輸入功率因數(shù)一般較低，且會隨著轉速的下降而降低，通常要附加功率因數(shù)補償裝置。以6500V，4200A的晶閘管為例，門極觸發(fā)電流僅需400mA，觸發(fā)功率僅為3W，該晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率達2000V/us，通態(tài)電流臨界上升率達250A/us(連續(xù))。均壓電阻會消耗一部分功率，影響系統(tǒng)的效率。考慮到器件串聯(lián)時的均壓問題和器件耐壓使用安全裕量，在工業(yè)應用中，一般使用到器件額定電壓的5060%?！ 【чl管目前工業(yè)應用的最高電壓為8000V左右，當電網電壓較高時，可采用晶閘管串聯(lián)的辦法。電流源型變頻器的一大優(yōu)點是能量可以回饋電網，系統(tǒng)可以四象限運行。當逆變側出現(xiàn)短路等故障時，由于電抗器存在，電流不會突變，而電流調節(jié)器則會迅速響應，使整流電路晶閘管的觸發(fā)角迅速后移，電流能控制在安全范圍內。逆變部分一般采用晶閘管或GTO作為功率器件。一、電流源型變頻器電流源型變頻器(CSI：Current Source Inverter)采用大電感作為中間直流濾波環(huán)節(jié)。對風機和水泵等一般不要求四象限運行的設備，單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型變頻器在輸入，輸出諧波，效率和輸入功率因數(shù)等方面有明顯的優(yōu)勢，具有較大的應用前景。高壓變頻器正向著高可靠性，低成本，高輸入功率因數(shù)，高效率，低輸入輸出諧波，低共模電壓，低dv/dt等方向發(fā)展。評價高壓變頻器的指標主要有：成本，可靠性，對電網的諧波污染，輸入功率因數(shù)，輸出諧波，dv/dt，共模電壓，系統(tǒng)效率，能否四象限運行等。直接高壓交直交變頻器直接高壓輸出，無需輸出變壓器，效率高，輸出頻率范圍寬，應用較為廣泛。高低高型變頻器采用變壓器實行輸入降壓，輸出升壓的方式，其實質上還是低壓變頻器，只不過從電網和電機兩端來看是高壓的，是受到功率器件電壓等級技術條件的限制而采取的變通辦法，需要輸入，輸出變壓器，存在中間低壓環(huán)節(jié)電流大，效率低下，可靠性下降，占地面積大等缺點，只用于一些小容量高壓電機的簡單調速。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)一的拓撲結構。高壓變頻器基礎教程作者:上海艾帕電力電子有限公司 竺偉 前言隨著電氣傳動技術，尤其是變頻調速技術的發(fā)展，作為大容量傳動的高壓變頻調速技術也得到了廣泛的應用。高壓電機利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調速，滿足生產工藝過程對電機調速控制的要求，以提高產品的產量和質量，又可大幅度節(jié)約能源，降低生產成本。根據(jù)高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)來分，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。常規(guī)的交交變頻器由于受到輸出最高頻率的限制，只用在一些低速，大容量的特殊場合。我們將對目前使用較為廣泛的幾種直接高壓輸出交直交型變頻器及其派生方案進行分析，指出各自的優(yōu)缺點。順便指出，我們習慣稱作的高壓變頻器，國內主要為3KV，6KV和10KV，和電網電壓相比，只能算作中壓，故國外常成為Medium Voltage Drive。電流源型變頻器技術成熟，且可四象限運行，但由于高壓時器件串聯(lián)的均壓問題，輸入諧波對電網的影響和輸出諧波對電機的影響等問題，使其應用受到限制。對于軋機，卷揚機等要求四象限運行和動態(tài)性能較高的場合，雙PWM結構的三電平電壓源型變頻器會得到廣泛的應用。整流電路一般采用晶閘管作為功率器件，少數(shù)也有采用GTO的，主要目的是采取電流PWM控制，以改善輸入電流波形。由于存在著大的平波電抗器和快速電流調節(jié)器，所以過電流保護比較容易。為了對接地短路也實現(xiàn)保護，通常把濾波電抗器分為兩半，上下直流母線各串一半。雖然直流環(huán)節(jié)
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