高压变频器的技术要求_高压变频器的分类

日期:2021-09-14        来源:互联网
核心提示:高压变频器在20世纪80年代中期才开始投放市场,但随着大功率高性能的电力电子器件的迅速发展和巨大市场的推动力,高压变频器近年来的发展非常迅速,使用器件已经从SCR、GTO、GTR发展到IGBT和IGCT,功率范围从几百千瓦到几十兆瓦。

  高压变频器的技术要求

  1、可靠性要求高

  由于高压变频器输入和输出的电压高,设备的可靠性和安全性是至关重要的。在产品设计制作时,应采用合理的主电路拓扑结构,如多电平、多重化结构等,选择优良的功率单元和控制单元,具有良好的冷却系统,出厂前经过完备的质量检测,符合技术规范要求。现在生产的高压变频器,整机和部件的平均无故障时间(MTBF)已经达到100000h以上,平均维修时间(MTTF)已经小于30min。当然,可靠性保证还与使用者的管理、生产工艺、试验测试、故障诊断、维护维修和售后服务有关。

  2、对电网的电压波动容忍度大

  高压变频器的容量较大,一般都在几百千瓦以上,可能占有电网容量的相当大一部分,因此其开停机和运行时可能对电源电压造成影响。这一方面要求电网供电线路有合理的设计,另一方面也要求变频器对电网电压的波动范围的容忍度大一些。

  3、降低谐波对电网的影响

  同样因为大功率的关系,高压变频器输入谐波畸变必须控制在标准规定的范围内,不应对电网中其他负载的正常工作造成影响。

  4、改善功率因数

  大功率电动机常常是工厂中的用电大户,其变频器的输入功率因数和效率将直接决定使用变频器系统的经济效益,效率低的变频器还存在散热等一系列麻烦。

  5、抑制输出谐波成分

  高压变频器如果输出谐波成分过高,会造成电动机的过热,产生过大的噪声,影响电动机的寿命,而且电动机必须“降额”使用。

  6、抑制共模电压和du/dt的影响

  变频器的共模电压和du/dt会使电动机的绝缘受到“疲劳”损害,影响到使用寿命,如果处理不好,还会损坏变频器本身。

  有鉴于此,国内外高压变频器制造商都在不断努力,在元器件、电路结构、控制模式等方面下工夫,使高压变频器的性能不断改进提高。

  高压变频器的分类

  高压变频器在20世纪80年代中期才开始投放市场,但随着大功率高性能的电力电子器件的迅速发展和巨大市场的推动力,高压变频器近年来的发展非常迅速,使用器件已经从SCR、GTO、GTR发展到IGBT和IGCT,功率范围从几百千瓦到几十兆瓦。现在高压变频器的设计、制造和检测技术已经成熟,可靠性有充分保障,使用面越来越广,我国有多个变频器厂商可以生产。

  高压变频器按主电路的结构方式分为交-交方式和交-直-交方式。

  1、交-交方式

  交-交变频器的主电路由3组反并联晶闸管可逆桥式变流器所组成,分为有环流和无环流两种方式,控制晶闸管根据电网正弦变化实现自然换相。交-交变频的高压变频器一般容量都在数千千瓦以上,多用在冶金、钢铁企业。交.交变频器过载能力强、效率高、输出波形好,但输出频率低,且需要无功补偿和滤波装置,使其造价高,限制了它的应用。

  交-交变频同步电动机调速系统如图5-1所示。

  

  2、交-直-交方式

  高压交-直-交方式与低压交,直-交方式变频器的结构有较大差别,为适应高电压大电流的需要,高压变频器的元器件多采用串并联,变流器单元也采用串并联,这种结构称为多重化。

 
 
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