一、目前高壓變頻器的主電路拓撲方面主要有3電平電壓型高壓變頻器和單元串聯多電平電壓型高壓變頻器。國產高壓變頻器多采用單元串聯多電平電壓型高壓變頻器,現以其為例.闡述昆山偉創(chuàng)高壓變頻器技術特點變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控制器組成。
(1)系統(tǒng)結構
高壓變頻調速系統(tǒng)的結構由移相變壓器、功率單元和控制器組成。如:10 kV系列有24個功率單元.每8個功率單元串聯構成一相。每個功率單元結構上完全一致,可以互換。其為基本的交一直一交單相逆變電路.整流側為二極管三相全橋.通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制。
(2)輸進側結構
輸進側由移相變壓器給每個功率模塊供電,移相變壓器的副邊繞組分為3組,根據電壓等級和模塊串聯級數,一般由24脈沖系列、3O脈沖系列、42脈沖系列、48脈沖系列等構成多級相疊加的整流方式,可以大大改善網側的電流波形。使其負載下的網側功率因數接近1,無需任何功率因數補償、諧波抑制裝置。由于變壓器副邊繞組的獨立性.使每個功率單元的主回路相對獨立.類似于常規(guī)低壓變頻器.便于采用現有的成熟技術。
(3)輸出側結構
輸出側由每個功率模塊的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電.通過對每個單元的PWM波形進行重組.可得到門路正弦PWM波形。這種波形正弦度好dv/dt小.對電纜和電機的盡緣無損壞.無須輸出濾波器就可以延長輸出電纜長度.可直接用于普通電機。同時.電機的諧波損耗大大減少.消除負載機械軸承和葉片的振動。當某一個功率模塊出現故障時.通過控制使輸出端子短路.可將此單元旁路退出系統(tǒng).變頻器可降額運行.由此可避免很多場合下停機造成的損失。
(4)控制器
控制器由高速單片機、嵌進式人機界面和PLC共同構成 單片機實現PWM控制、嵌人式人機界面提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操縱界面.同時可以實現遠程監(jiān)控和網絡化控制 內置PLC則用于柜體內開關信號的邏輯處理.可以和用戶現場靈活接口.滿足用戶的特殊需要。
變頻器可運行于閉環(huán)模式或開環(huán)模式。在開環(huán)模式下.運行頻率南界面設定或通過DCS設定在閉環(huán)模式下?梢栽O定并調節(jié)被控量的期看值.變頻器根據被控量的實際值自動調節(jié)變頻器的輸出頻率.控制電機的轉速.使被控量的實際值自動逼近期看值 控制器可與上級DCS系統(tǒng)直接連接.對變頻器進行啟動、停車、急停、報警或設定運行頻率。
二、應用效果
主要應用效果如下:
①使用變頻器后風機可以實現變頻軟起動.避免了起動電流的沖擊.不僅對電網沒有任何沖擊,而且還可以隨時起動或停止;
②使用變頻器后,風機的送風量不再需要由風門來調節(jié).而是由變頻器通過變頻調節(jié)風機的轉速來實現.調節(jié)范圍可以從0%~l00%.可以根據生產需要隨意調節(jié)風量,減少了不必要的浪費:
③變頻節(jié)能運行,節(jié)約了大量能源 使用變頻器后.不再使風機一直處于滿負荷工作狀態(tài).節(jié)能率非常高:
④ 由于高壓變頻器能平滑調節(jié)電機負載的轉速.使之與原來相比在較低轉速下運行.從而大大減少了負載以及電機的機械磨損,同時降低了軸承、軸瓦的溫度,有效減少了檢驗用度,延長了設備的使用壽命:
⑤ 高壓變頻器為高一高電壓源型單元串聯多電平結構.功率因數可高達0.95.不僅無需功率補償.還可進步電網的功率因數.減少了無功損失.減少了線損:
⑥系統(tǒng)完善的監(jiān)控性能和高可靠性進步了工作效率.可實現參數的實時恒定運行.進步了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性.減少了檢驗和維護的工作量。
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