第5章高(中)压变频器课件.ppt
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1、 第5章 高(中)压变频器 5.1 5.1 高(中)压变频器概述高(中)压变频器概述 5.1.1 5.1.1 高(中)压变频器的分类高(中)压变频器的分类 高(中)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。5.1.2 高(中)压变频调速系统的基本形式高(中)压变频调速系统的基本形式 (1)直接高-高型 直接高-高型(也有的称为直接中-中型)变频调速系统的电路结构如图5-2所示。图5-2 直接高-高型变频调速系统 (2)高-中型 高-中型变频调速系统的电路结构如图5-3所示。图5-3 高-中型变频调速系统 (3)高-低-高型 高-低-高型(有的也称为中-低-中型)变频调速系统的电
2、路结构如图5-4所示。图5-4 高-低-高型变频调速系统 5.1.3 5.1.3 高(中)压变频器的应用高(中)压变频器的应用 1 1拖动风机或水泵拖动风机或水泵 2 2压缩机、鼓风机、轧机或其它工作机械压缩机、鼓风机、轧机或其它工作机械 (1)(1)可精确地调节速度或流量,保证工艺质量。可精确地调节速度或流量,保证工艺质量。(2)(2)可直接与工作机械耦合,省去减速机等中间机械环可直接与工作机械耦合,省去减速机等中间机械环节,减少投资和中间费用。节,减少投资和中间费用。(3)(3)可接受计算机或可接受计算机或PLCPLC的模拟或数字信号,进行实时控的模拟或数字信号,进行实时控制,且控制性能优
3、越。制,且控制性能优越。3 3要求起动性能好的机械要求起动性能好的机械 实现“软”起动。电机速度从零开始起动:可使电机电流限制在规定值以下(一般在额定电流的1.52倍以内),以选定的加速度平稳升速,直到指定速度。5.1.4 5.1.4 高(中)压变频器的技术要求高(中)压变频器的技术要求 1.可靠性要求高 2.对电网的电压波动容忍度大 3.降低谐波对电网的影响 4.改善功率因数 5.抑制输出谐波成分 6.抑制共模电压和dudt的影响 5.2 5.2 高(中)压变频器的主电路结构高(中)压变频器的主电路结构 5.2.1 5.2.1 晶闸管电流型变频器晶闸管电流型变频器 图图5-5所示为晶闸管电流
4、型变频器的主电路。所示为晶闸管电流型变频器的主电路。图5-5 晶闸管电流型变频器的主电路 晶闸管电流型变频器采用晶闸管三晶闸管电流型变频器采用晶闸管三相桥式整流电路将交流变为直流,然后相桥式整流电路将交流变为直流,然后再经晶闸管三相桥式逆变电路将直流变再经晶闸管三相桥式逆变电路将直流变为频率可调的交流,将其输出以控制电为频率可调的交流,将其输出以控制电机运行和调速。由于在它的直流母线上机运行和调速。由于在它的直流母线上串联有平波电抗器,因此该变频器称为串联有平波电抗器,因此该变频器称为电流型变频器。电流型变频器。5.2.2 GTO5.2.2 GTO电流型变频器电流型变频器 GTOGTO电流型变
5、频器的电流型变频器的主电路如图主电路如图5-6所示。所示。图图5-6 GTO5-6 GTO电流型变频器的主电路电流型变频器的主电路 图图5-6电路中,变压器二次绕组采用电路中,变压器二次绕组采用Y和和不不同联结组别,是为了获得互差同联结组别,是为了获得互差60的六相电的六相电压,既可以减少整流后的电压纹波,也可以降压,既可以减少整流后的电压纹波,也可以降低电网的谐波。整流部分采用低电网的谐波。整流部分采用SCR器件,逆器件,逆变部分采用了可关断晶闸管变部分采用了可关断晶闸管GTO,开关频率,开关频率为为180Hz。电路可以说是电流源和。电路可以说是电流源和PWM技术技术的结合的结合(简称简称“
6、CSI-PWM技术技术”)。由于采用。由于采用脉宽调制方式,输出谐波降低,滤波器可大大脉宽调制方式,输出谐波降低,滤波器可大大减小,但不能省去。实际使用中常加电容滤波减小,但不能省去。实际使用中常加电容滤波器,为防止电容与电动机的电感在换向过程中器,为防止电容与电动机的电感在换向过程中产生谐振,其数值需仔细选择。产生谐振,其数值需仔细选择。5.2.3 1GBT5.2.3 1GBT并联多重化并联多重化PWMPWM电压型变频器电压型变频器图图5-7所示为并联多重化所示为并联多重化PWM电压型变频器电路图电压型变频器电路图。图图5-7 5-7 并联多重化并联多重化PWMPWM电压型变频器主电路电压型
7、变频器主电路 图图5-7 采用二极管构成二组三相桥式整采用二极管构成二组三相桥式整流电路,按流电路,按12脉波组态,输出为二重式,脉波组态,输出为二重式,每组由六个每组由六个IGBT构成一个桥式逆变单元。构成一个桥式逆变单元。输出滤波器用来去除输出滤波器用来去除PWM的调制波中的高的调制波中的高频成分并减少频成分并减少dudt、didt的影响,由的影响,由于频率高,滤波器的体积很小。于频率高,滤波器的体积很小。5.2.4 5.2.4 三电平高(中)压变频器三电平高(中)压变频器 IGBT三电平高压变频器的主电路如图三电平高压变频器的主电路如图5-8所示。所示。图图5-8 IGBT5-8 IGB
8、T三电平高(中)压变频器的主电路三电平高(中)压变频器的主电路 图图5-8中,变频器的整流部分由两个三中,变频器的整流部分由两个三相桥电路串联,输出相桥电路串联,输出12脉波的直流电压,脉波的直流电压,大大减少了电网侧的谐波成分。同时,直大大减少了电网侧的谐波成分。同时,直流侧采用两个相同的电解电容串联滤波,流侧采用两个相同的电解电容串联滤波,在中间的连接处引出一条线与逆变电路中在中间的连接处引出一条线与逆变电路中的钳位二极管相接,若将该节点视为参考的钳位二极管相接,若将该节点视为参考点(电压为零),则加到逆变器的电平有点(电压为零),则加到逆变器的电平有三个:三个:Ud、0、-Ud。所以逆变
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