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高壓變頻器常用的電路類型有哪些?

發布日期:2020-10-09 10:51:11   瀏覽人數:已有0 瀏覽

  高壓變頻器常用的電路類型有哪些?下面,小編就為大家詳細分析一下常見的幾種電路類型吧!

  (1)單元串聯多重化電壓源型高壓變頻器

  單元串聯多重化電壓源型高壓變頻器利用低壓單相變頻器串聯,彌補功率器件IGBT的耐壓能力的不足。所謂多重化,就是每相由幾個低壓功率單元串聯組成,各功率單元由一個多繞組的移相隔離變壓器供電,用高速微處理器實現控制和以光導纖維隔離驅動。但其存在以下缺點:

  a) 使用的功率單元及功率器件數量太多,6kV系統要使用150只功率器件(90只二極管,60只IGBT),裝 置的體積太大,重量大,安裝位置和基建投資成問題;

  b)所需高壓電纜太多,系統的內阻無形中增大,接線太多,故障點相應的增多;

  c) 一個單元損壞時,單元可旁路,但此時輸出電壓不平衡中心點的電壓是浮動的,造成電壓、電流不平衡,從而諧波也相應的增大,勉強運行時終 究會導致電動機的損壞;

  d)輸出電壓波形在額定負載時尚好,低于25Hz以下畸變突出;

  d)輸出電壓波 形在額定負載時尚好,低于25Hz以下畸變突出;

  e)由于系統中存在著變壓器,系統效率再提高不容易實現;移相變壓器中,6kV 三相6繞組&TImes;3(10kV時需12繞組&TImes;3)延邊三角形接法,在三相電壓不平衡(實際上三相電壓是不可能絕對平衡的)時,產生的內部環流,必將引起內阻的 增加和電流的損耗,也相應的就造成了變壓器的銅損增大。此時,再加上變壓器的鐵芯的固有損耗,變壓器的效率就會降低,也就影響了整個高壓變頻器的效率。這 種情況在越低于額定負荷運行時,越是顯著。10kV時,變壓器有近400個接頭、近百根電纜。在額定負荷時效率可達96%,但在輕負荷時,效率低于 90%。

高壓變頻器

  (2)中性點鉗位三電平PWM變頻器

  該系列變頻器采用傳統的電壓型變頻器結構。中性點鉗位三電平PWM變頻器的逆變部 分采用傳統的三電平方式,所以輸出波形中會不可避免地產生比較大的諧波分量,這是三電平逆變方式所固有的。因此在變頻器的輸出側必須配置輸出LC濾波器才 能用于普通的鼠籠型電機。同樣由于諧波的原因,電動機的功率因數和效率、甚至壽命都會受到一定的影響,只有在額定工況點才能達到最佳的工作狀態,但隨著轉速的下降,功率因數和效率都會相應降低。

  多電平+多重化高壓變頻器。多電平+多重化高壓變頻器的本意是想解決高壓IGBT的耐壓有限的問題,但此種方式,不僅增加了系統的復雜性,而且降低了多重化冗余性能好和三電平結構簡單的優點。因此此類變頻器實際上并不可取。

  此類型變頻器的性能價格優勢并不大,與其同時采用多電平和多重化兩種技術,還不如采用前面提到的高壓IGBT的多重化變頻器或者三電平變頻器。

  (3)電流源型高壓變頻器

  功率器件直接串聯的電流源型高壓變頻器是在線路中串聯大電感,再將SCR(或GTO、 SGCT等)開關速度較慢的功率器件直接串聯而構成的。

  這種方式雖然使用功率器件少、易于控制電流,但是沒有真正解決高壓功率器 件的串聯問題。因為即使功率器件出現故障,由于大電感的限流作用,di/dt受到限制,功率器件雖不易損壞,但帶來的問題是對電網污染嚴重、功率因數低。并且電流源型高壓變頻器對電網電壓及電機負載的變化敏感,無法做成真正的通用型產品。

  電流源型高壓變頻器是最早的產品,但凡是電壓型變頻器到達的地方,它都被迫退出,因為在經濟上、技術上,它都明顯處于劣勢。

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