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时间:2019-02-22 01:14

  在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载,占整个用电设备能耗的40%左右,电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。这是因为:一方面,设备在设计时,通常都留有一定的余量;另一方面,由于工况的变化,需要泵机输出不同的流量。

  交流高压变频器从用途上一般分为两种,一种是通用型高压变频器,主要用于节能;另一种是工艺应用,即生产过程要求电机必须调速,节能起次要作用。

  当今中国,节能减排是基本国策,而高压变频器是电机传动系统节能的易于实施,效果的方式,导致市场对节能型通用高压变频器需求提升。

  通用型高压变频器从拓扑结构上说,分为单元串联多电平型、PWM电流源型、三电平型、负载换流型(LCI)几个大类。

  其次是对系统中其他设备的影响,由于永磁调速器主要是机械式调速装置,几乎与电力无关,因此不会产生谐波,也就不会对系统中的其他设备造成影响。当电力质量很差时,如电压波动、电力谐波、闪变、跌落、短时间断、雷击、浪涌等,这些因素对电子或电气调速装置往往是致命的,但对永磁调速器却不会造成任何影响。而在高压变频器的使用过程中,极容易造成设备误动作,造成功率因素补偿电容烧毁、熔断器熔断、空气或断路器开关跳闸。那是因为高压变频器的交-直-交回路中主要是由电子器件组成,从而在运行过程中会产生大量的高次谐波,电力谐波是电网的严重污染,大量的谐波电流电压,可能会造成电器元件的发热损耗。

  此种变频器采用多个低压的功率单元串联实现高压,输入侧的变压器采用移相方式,可有效消除对电网的谐波污染,输出侧采用多电平正弦PWM技术,可适用于任何电压的普通电机。

  另外,在某个功率单元出现故障时,可自动退出系统,其余功率单元可继续保持电机运行,减少停机时造成的损失。系统采用模块化设计,可迅速替换故障的功率单元,用户如果有备用的单元,则可自行维护。

  这种变频器根据用户的电压决定串联单元数目的多少,可以实现任意的电压输出,因此对于改造项目非常适宜。单元串联多电平型变频器在我国市场上新售的变频器中占绝大多数。

  单元串联多电平型变频器实现能量回馈比较复杂(每个单元都要实现),目前也有国内厂家在进行尝试,并有样机推出。

  在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载,占整个用电设备能耗的40%左右,电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。这是因为:一方面,设备在设计时,通常都留有一定的余量;另一方面,由于工况的变化,需要泵机输出不同的流量。

  电流源型逆变部分采用SGCT直接串联解决耐压问题,直流部分用电抗器储存能量,目前的技术水平可以做到7.2kV输出电压,适应国内大部分电压为6kV这一现状。

  电流源型变频器输入侧采用晶闸管整流,功率因数比较低;后来开发出了双PWM型式,用SGCT整流,解决了这个问题,并将电网侧的变压器用电抗器代替。

  电流源型变频器依据电网的相位进行整流控制,对电网的波动比较敏感;由于采用电流控制,输出滤波器的设计比较麻烦,而两电平变频器的共模电压和谐波、dv/dt问题较突出,所以对电机的要求较高。电流源型变频器有可回馈能量的优点,在需要快速制动的场合有竞争优势。电流源型变频器的成本较高。

  高压变频器应用中的重要角色:接线端子 在高压变频系统中,我们认识到在控制单元柜部分的信号主要是弱电,但整个系统工作环境较为恶劣、传输距离不确定(较远),存在各种高压电信号。如果采用纯粹的铜线进行传输,则需要面临各种干扰、升压、、损耗大、易腐蚀等问题,从而导致可靠性低、实用性低、资源浪费等结果。采用工业光纤则很好的解决上面的各种问题,所以光纤通信必然会成为以后通信的主要方式。

  三电平型变频器采用钳位电路,解决了两只功率器件的串联的问题,并使相电压输出具有三个电平。

  三电平逆变器的主回路结构环节少,虽然为电压源型结构,但易于实现能量回馈。三电平变频器在国内市场遇到的难题是电压问题,其输出电压达不到6kV,而国内的电网大多是6kV和10kV。

  这种变频器,实际上是电流源型变频器,采用晶闸管整流和逆变,电抗器作为储能环节。由于晶闸管不能自关断,因此必须依靠负载电机的反电势,电机一般都使用同步电机。

  这种变频器一般仅适用于超大功率的电机,在国内应用较多的是大型电机的启动,如高炉风机、烧结风机的软启动等;电机启动成功以后,投入工频电网运行,变频器则退出运行。

  用户应首先了解各个变频器厂家变频器的适用性,可靠性,并根据自己工厂的现状、工艺和负载的需要、资金能力、操作人员的水平,选择合适的变频器。

  另外,还要充分考虑产品的配置,配置对成本的影响比较大;除变频器以外的附加配置,不要被一些厂家误导,造成不必要的浪费。

  此外,还应考虑日后的维护,有些厂家的维护费用较高,一旦问题较多,用户是难以承担的。

  认为单元串联多电平PWM电压源型变频器接线端子,采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,该变频器对电网谐波污染小,谐波输入电流很低,输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置。如以6kV的输出电压等级为例,电网电压经过二次侧多重化的隔离变压器后向功率单元供电,功率单元为三相输入、单相输出的交一直一交PWM电源型逆变器结构。将相邻功率单元的输出端串接起来,形成Y联结构,实现变压变频的高压直接输出,供给高压电动机

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