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高压风机的变频控制

发布日期:2018-09-18 16:21

 由于高压风机设备功率较大。其功率可能占到电网容量的相当大一部分,因此其开停机和运行可能对电源电压造成影响。另外,变频器如果输出高次谐波成分过高,会造成电机的过热、产生共模电压和drV山等问题。为实现风机的调速节能运行,并考虑到高压大容量设备的技术要求,本文设计了单元串联型多电平高压风机变频调速系统。

  3调速系统的结构及功能单元串联多电平电压源型变频器采用若干个低压功率单元串联的方式实现直接高压输出,其结构如所示,采用的变压器为多重化隔离变压器,一次侧输人高压,二次侧输出相互隔离的低压,供给各个功率单元,即图中的各个H桥,系统的三相结构类似。
  隔离变压器LJ图i单元串联变频器结构每个功率单元都是一个三相输人、单相输出的交一直一交变频器,具有统一的结构,功率单元的结构如所示。
  每个功率单元分别由输人变压器的一组二次绕组供电,功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。如采用每相六单元串联的形式,则每个功率单元承受全部的输出电流,但仅承受1/6的输出相电压和1/18的输出功率;对于6kV的电机系统,每单元输出电压590V可调,频率050Hz可调,从而可实现恒定压频比控制。
  逆变器部分采用多电平移相脉冲宽度调制(PSPWM)技术,同一相的功率单元输出相同的基波电压,但串联各单元的载波依次错开一定的相位,使叠加出来的是13阶梯的正弦调制波。
  输出电压非常接近正弦波,且几乎不含有低次谐波。将相邻功率单元的输出端串接起来,实现变压变频的高压直接输出,供给高压电动机。为6kV电压等级变频器的输出相电压波形,由图可见,波形十分接近正弦波。
  每个电平台阶只有单元直流母线电压大小,因而很小。使得电动机绝缘不会受到影响。功率单元采用较低的开关频率。以降低开关损耗,且可以不用浪涌吸收电路,提高变频器的效率。由于采取多电平移相式PWM技术,等效输出开关频率很高,且输出电平数增加,可大大改善输出波形,降低输出谐波,谐波引起的电动机发热。噪声和转矩脉动都大大降低。所以这种变频器对电动机没有特殊的要求,可用于普通的高压电动机,且不必降额使用。由于输出很低,不会产生输出电缆较长时行波反射引起的浪涌电压增加而造成电动机绝缘破坏问题,所以对变频器输出至电动机之间的电缆长度没有特殊限制。


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