油田鉆井用apf可行性報(bào)告(已改無錯字)
2023-04-10 09:12:46 本頁面
【正文】 ，線電壓 600V，故輸出功率 k V APo ???? 因此，將 APF額定功率取為 625kVA。 為了保證有源電力濾波器的補(bǔ)償性能， 滿足輸出電流對指令電流的跟蹤效果，直流側(cè)電壓應(yīng) 盡可能取高 ；但考慮到功率器件的電壓等級和直流側(cè) 電壓 的波動，選擇直流母線電壓 Udc=1100V 由于要求補(bǔ)償諧波達(dá)到 13次，為滿足其補(bǔ)償特性要求開關(guān)管具有相應(yīng)的開關(guān)頻率以滿足快速跟蹤性 ， 選擇開關(guān)頻率為 5swf kHz? 選用的開關(guān)管型號為 SEMIKRON 的智能 功率模塊SKiiP2403GB1724 ，在 25℃ 環(huán)境溫度下，其標(biāo)稱 1700CEVV? ，2400CIA? ；在 75℃ 環(huán)境溫度下 1800CIA? 。 用該開關(guān)模塊搭建如圖 31所示 三相逆變橋結(jié)構(gòu)，并用SEMIKRON提供的仿真軟件 SEMISEL對運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行估算，仿真所用數(shù)據(jù)如表 31所示，仿真結(jié)果如圖 32所示。 油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 12 表 31 仿真 參數(shù) 圖 主電路結(jié)構(gòu) (a) 模塊損耗 (b) 運(yùn)行溫度 圖 仿真結(jié)果 如圖所示，單個(gè)模塊總損耗為 Ptot=1676W，三相逆變電路額定工作狀態(tài)下總損耗為 5028W。 SEMISEL同 時(shí)給出了模塊熱特性的仿真結(jié)果，在使用SEMIKRON公司 PX16_360系列散熱片， 280m3/h強(qiáng)制風(fēng)冷條件下，額定工作的模塊殼溫 TC=82℃ ， IGBT結(jié)溫 Tj=99℃ ，符合設(shè)計(jì)要求。 模塊最高工作結(jié)溫 150℃ ，殼溫過溫保護(hù)閾值 110℃ 。 1100dcuV? 600acuV? 600outiA? 650outf Hz? 5swf kHz? 油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 13 直流側(cè)電容 Cdc參數(shù)設(shè)計(jì) 負(fù)序電流和高次諧波電流在直流側(cè)電容造成的能量脈動，以及由于開關(guān)的作用和有源電力濾波器的交流電感儲能造成的能量脈動，都需要直流電容來緩沖。補(bǔ)償負(fù)序電流時(shí)，直流側(cè)電容儲存的電能波動最為明顯，因此主要考慮由于負(fù)序電流造成的能量脈動。 當(dāng)三相電 壓不平衡時(shí)，由于負(fù)序分量的作用，并網(wǎng)逆變器直流母線側(cè)電容上能量將以 2ω波動，則： )2c os (23 pnnmn tIVP ?? ?? 式中： nP —— 負(fù)序分量對應(yīng)功率； mV —— 電網(wǎng)電壓峰值； nI —— 電網(wǎng)電流峰值； ? —— 電網(wǎng)角頻率； pn? —— 初始相角。 其對應(yīng)的峰值能量波動為： ?23 nmpp IVE ?? 反映到直流母線側(cè)電容上則有： dcdcdcdcdcdcdcdcdcpp VVCVVCVVCE ????????? 2)(21)(21 22 式中： ppE? —— 直流母線電容能量波動； dcC —— 直流母線電容； 油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 14 dcV —— 直流母線電壓； dcV? —— 直流母線電壓波動值。 由式 31式 318 可得直流母線電容值為： dcdcnmdc VV IVC ????? ?4 3 在 100%不平衡負(fù)載條件下，考慮 50V 的直流母線電壓紋波，電容值為： FVVPC dcdcodc ??? 180865011001002 6250002 ?????????? 用日立 450V/15000μF 的電解電容 4 串 5 并后，構(gòu)成 1800V/18750μF的逆變器直流側(cè)電容。 進(jìn)線電感 Lf，濾波電感 Lg和濾波電容 Cf參數(shù)設(shè)計(jì) 需從瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)和抑制開關(guān)次諧波電流指標(biāo)兩個(gè)方 面來設(shè)計(jì)進(jìn)線電感。從瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)來看，在輸出電流過零時(shí)， 電流變化率最大，此時(shí)進(jìn)線電感應(yīng)該足夠小，以滿足快速跟蹤電流要求；另一 方面，為抑制開關(guān)次諧波，進(jìn)線電感應(yīng)該足夠大。 a．為了滿足快速電流跟蹤，有： ?mdcIVL 32? 式中： dcV 為直流側(cè)電壓，取為 1100V； mI 為最大電流輸出有效值，為 600*125%=750A； ? 為諧波角頻率，本系統(tǒng)補(bǔ)償 13 次及以內(nèi)諧波，取為 sra d /4 0 8 46 5 0*2 ?? ?? 。計(jì)算可得 ? 油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 15 b． LCL 濾波器 與傳統(tǒng)的 L型、 LC型濾波器相比， LCL型濾波器不僅可以減小濾波器體積、降低成本，而且其濾除高頻噪聲的能力更強(qiáng)，因此本文系統(tǒng)采用 LCL濾波器。 忽略電感、電容的 ESR 和電容上串聯(lián)的阻尼電阻 Rf， LCL 濾波器單相等效電路如下圖所示。 圖 LCL 濾波器 由磁性元件的伏秒平衡原理可得流過逆變器側(cè)電感的紋波電流峰峰值為： ? ?DDfLVI sfdcpp ??? 112 (1) 式中： ppI? 為 APF 側(cè) 電感紋波電流峰峰值； fL 為 APF 濾波電感；sf 為 APF 開關(guān)頻率； D 為 APF 每一相對直
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1