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变频器中的高压变频器

2021-11-30(213)次浏览

人们习气所称的高压变频器和高压电机,实践上电压普通为3~10kV, 国内主要为3kV、6kV和10kV。与电网电压相比,它只能算作中压,所以有的国外材料也称之为中压变频器和中压电气设备。高压变频器的开展和应用离不开高电...

人们习气所称的高压变频器和高压电机,实践上电压普通为3~10kV, 国内主要为3kV、6kV和10kV。与电网电压相比,它只能算作中压,所以有的国外材料也称之为中压变频器和中压电气设备。

高压变频器的开展和应用离不开高电压、大电流的电力电子器件。与低压变频器中的功率开关器件相比,高压开关器件最重要的特性就是在阻断状态时能接受高电压,同时还请求在导通状态下具有高的电流密度和低的导通压降:在开关状态转换时具有足够短的导通时间和关断时间,并能接受高的du/dt和di/dt。

目前,在高压变频器中得到普遍应用的电力电子器件主要有GTO、IGBT、IGCT等。

一、高压变频器控制方式

1. 恒UIlf控制

在工业传动.上,般应用场所采用变压变频(VVVF),即UIf恒定的开环控制,这种办法的优点是完成简单,本钱相对较低。比拟适用于风机、水泵等大容量的拖动性工业负载。主要问题是系统的低速性能较差,不能坚持磁通持久恒定,需求电压补偿,同时异步电动机要强迫通风制冷。

2.矢量控制

矢量控制能够取得很高的动、静态性能指标,由于异步电动机的参数对其影响比拟大,因而此类系统多装备专用电动机,关于诸如大型轧机类,对动态性能请求较高的场所,常用到矢量控制双PWM构造的三电平电压源型高压变频器。

3.直接转矩控制

直接转矩控制系统的转矩响应疾速,限制在一拍以内,且无超调,与矢量控制相比,不受转子参数变化的影响,是一-种高静、动态性能的交流调速办法,常用于三电平高压变频安装中。

4.无速度传感器矢量控制

此种控制方式又称为直接矢量控制。罗克韦尔公司的Fowerflex7000 型变颊器就采用了这种控制方式。完成无速度传感器控制的关键,是如何沉着易得到的定子电流、定子电压中计算出与速度有关的量。

矢量控制的中心是控制电机的磁通,因而磁通的观测也是无速度传感器控制的关键之一,为保证控制精度,在无速度传感器控制器中均有参考辨识部件。

二、高压变频器对电网与电动机的影响

1.对电网的影响

出于高压变频器容量一股较大, 占整个电网比例较为显著思索,所以高压变频器对电网的谱波污染已不容无视。处理谐波污染有两种办法:一是采取消波滤波器,对高压变现器产生的谐波停止管理,以到达供电部门的请求:二是采用诸波电流较小的变频器,变频器自身根本不对电网形成谐波污染,即采用所谓的“绿色”电力电子产品,从实质上解诀谐波污染问题。

普通电流源型 变频器用的6脉波晶闸管电流源型整流电路,其总的谐波电流失真约为30%,远高于IEEE519 1992 规范所规则的电流失真小于5%的请求,所以必需设置输入谐波滤波器。对12 脉波晶闸管整流电路,其总谐波电流失真约为10%, 仍需装置谐波滤波安装。大多数PWM电压源型变颊器都采用二极管整流电路,假如整流电路也采用PWM控制,则能够做到输入电流根本为正弦波,谐波电流很低。单元串联多电平变频器采用多重化构造,输入脉波数很高。总的谐波电流失真可低于10%, 不加任何滤波器就可满足电网无谐波失真的请求。

高压变频器的另一项综合性能指标是输入功率因数,普通电流源型变频器的输入功率因数较低,且会随着转速的降落而线性降落,因而需求设置功率因数补偿安装。二极管整流电路在整个运转范围内都有较高的功率因数,普通不用设置功率因数补偿安装。 采用全控型电力电于器件构成的PWW型整流电路,其功幸因数可调,能够做到接近1。单元串联多WM业频功事国数效高,安际动举因数在整个调递范国内可达送到0.95以上。

从以上两项指标来看,全控型电力电子器件的PWM光PWM(上下构造)变频器均属“绿色”电力电子产品。

三、对电动机的影响

高压变频器输出谱波会在电动机中惹起谐波发热(死心)和转矩脉动,且输出du/dr.、共模电压与噪声等也会对电动机有负面影响。电流源型变频器由于输出谐波和共模电压较大,电动机需降额运用和增强绝缘,且存在转矩脉动问题,使其应用遭到限制。

三电平电压源型变频器存在输出谐波和du/dt等问题,普通要设置输出滤波器,否则必需运用专用电动机。对风机和水泵等普通不要 求四象限运转的设备,单元串联多电平PWM电压源型变频器在输出谐波、du/dt等方面有明显的优势,对电动机没有特殊的请求,具有较宽广的应用前景。


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