高压变频器介绍-武钢

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1、高压变频器介绍2011年8月目录高压变频器的功用高压变频器基础知识高压变频器原理高压变频器性能指标高压变频器选型高压变频器的功用一节能风机的正常工作点为A，当风量需要从Q1调到Q2时，采用挡板调节，管网特性曲线由R1改变为R2，其工作点调至B点，其功率为OQ2BH2’所围成的面积，其功率变化很小。当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变设备的性能曲线，图中从n1到n2,其工作点调至C点，使其参数满足工艺要求，其功率为OQ2BH2所围成的面积。由于功率随转速3次方变化，故节能效果显著。节能量P＝（H2’－H2）×Q2风机、水

2、泵(平方转矩负载)的相似定律－－变速前后流量、压力、功率与转速之间关系为：Q1/Q2=n1/n2H1/H2=（n1/n2）2P1/P2=（n1/n2）3HH2’H1H2R2BAR1Cn1n20Q2Q1Q风机特性曲线管网特性曲线高压变频器的功用二优化运行工艺减少风机喘振或水泵水锤效应。被控量调节更及时，准确。三延长电机及其他设备寿命，降低维护成本电机启动电流被限制在额定电流，对电机或机械无启动冲击。机械转速降低，有效降低机械磨损。高压变频器基本知识利用电力电子器件的通断作用将工频电源变换成为了另一种频率的电能控制装置。变频器控制对

3、象为通用交流电动机。（一）变频器概念高压变频器基本知识（二）变频调速的基本原理按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为：n=60f(1-s)/p式中：s——滑差；P——电机极对数；f——电机运行频率。高压变频器电压等级按照国际惯例，电压≥10kV时称高压，1~10kV为中压，＜1kV时称低压。在我国，习惯上把10kV，6kV，3kV的电动机均称为高压电机，相应的电压为10kV，6kV，3kV的变频器均称为高压变频器主要技术分类比较内容主回路结构交-交型交-直-交型结构没有直流回路，每相都由两个相互反并联的整流电路组

4、成，正桥提供正向相电流，反桥提供负向相电流。交-直-交结构先将电源交流电用整流电路转变成直流电，再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。换能方式一次换能二次换能调频范围输出最高频率为电网频率的1/3～1/2频率调节范围宽电网功率因素比较低功率因素高适用场合低速大功率-轧机等特殊负载各种拖动装置、稳压稳频电源-通用型整流回路直流回路逆变电路MM主要技术分类比较内容控制方式压频比控制矢量控制直接转矩控制定义依据电机的电磁特性U=4.44fwΦ，实现频率和电压成正比变化的简单控制。把交流电机模拟成直流电机进行控制，以转子磁场定向，

5、采用矢量变换的方法实现交流电机的转速和磁链控制的完全解耦。直接在电机定子坐标系下分析电机的数学模型，采用定子磁场定向而无需解耦控制，直接控制电动机的磁链和转矩。优点不需要电机的模型，调试简单。调速精度高，动态响应快，调速范围宽，在高速和低速都有比较好的控制性能。不受电机转子参数影响，动态响应好。缺点动态响应比较慢。对转子磁场观测的准确性受电机及参数影响较大，需要输入准确的电机参数。会产生转矩脉动，低速性能略差，调速范围不宽。主要技术分类比较内容储能方式电流源型电压源型结构电流源型输入采用可控整流，控制电流的大小。中间采用大电感，

6、对电流进行平滑。逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流，供给交流电机。电压源型采用二极管进行整流。中间采用大电容滤波，对电压进行平滑。逆变桥采用PWM控制技术，既控制电压输出波形中交流基波的幅值大小，也控制交流基波电压的频率。直流回路环节电抗器电容器输出电压波形近似为正弦波矩形输出电流波形矩形近似为正弦波功率因数低高对电压波动的敏感性大小谐波大小能量回馈功能有无市场上主要高压变频器结构1、西门子罗宾康/森兰结构(国产变频器绝大多数也是此结构)采用多个低压的功率单元串联实现高压。输入侧的降压变压器采用移相方式，可消除对电网的谐波

7、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。系统故障可旁路到电网运行。交流环节复杂，功率器件数目多，体积略大一些，适合于任何电压等级的产品。已在国内市场占到了80%以上。市场上主要高压变频器结构交流环节复杂，功率器件数目多，体积略大。市场上主要高压变频器结构2、电流源型高压变频器（AB的PowerFlex7000结构）PowerFlex7000有两种结构：18脉冲整流和有源整流18脉冲整流的PowerFlex7000的结构如下：调速范围越深，功率因数越低，需要功率因数补偿装置。两电平电流源型逆变器，18只S

8、GCT+18只SCR，采用SGCT串联拓扑结构，每个位置3个SGCT串联分压。市场上主要高压变频器结构2、电流源型高压变频器（AB的PowerFlex7000结构）有源整流的PowerFlex7000的结构如下：采用SGCT整流，可以四象限运行，可以有效的消除谐