单元串联多电平型变频器的设计及应用.pdf

《单元串联多电平型变频器的设计及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、安徽建筑2011年第2期(总177期)单元串联多电平型变器的遮计座DesignandApplicationofMulti——LevelCellsSeriesFrequencyConverter陈跃宏，刘安俊(安徽省T业设备安装公司，安徽合肥230022)摘要：文章结合巢湖某水泥厂高温风机技术改造的实例，介绍了变频器的组成，核心电路的设计及工作原理。它采用串联多e~q--~t_g，可以改善输出波形，降低输出谐波，从而使谐波引起的电机发热、噪音和转矩脉动都大大降低。关键词：风机；变频器；多电平技术；异步电机中图分类号：TM402文献标识码：B文章

2、编号：1007—7359(2011)02-0148-030前言一直以来，国家对节能工作都十分重视，我国能源节约与资源综合利用“十一五”规划提出高压大功率变频调速作为重点发展的节电技术之一，要求大力推动高压大功率变频调速示范工程。目前，水泥行业的竞争非常激烈，但关键还是制造成本的竞争，而电动机耗电占成本近30％，拖动风机用的高压电动机在电机中占有很大的比重。因此，做好电动机的降耗增效工图1变频器总体结构图作就显得极其重要。当前，很多水泥厂的风机“大马拉小车”现象十分严重，如果利用变频调速技术改变设备的运行速度，来调节风量的大小，它既可以满足生产

3、要求，又能达到节约电能水效果，同时还能减少因调节挡板而造成挡板和管道的磨损及经、电常停机检修所造成的经济损失、暖通1单元串联多电平型变频器的设计技术与1．1变频器的总体介绍应本文中的变频器功率单元采用模块化设计，它可迅速替换用故障单元。高压变频器从左到右依次由旁路柜、移相变压器柜、功率柜和控制柜4大部分组成，图1是6kV变频器的结构图，罔2是其实物图。旁路柜又称开关柜，它外面的6／10kV电压圈2变频器实物图(A、B、C三相)直接通过它里面的接触器输出到移相变压器柜；移相变压器柜主要是将6／1OkV电压平均分配给5／8个功率单元；控制柜主要对

4、功率柜和旁路柜进行控制(包括接触器的通断、输入／输出电压、输入／输出电流和运行频率)；功率单元主要放在功率柜里，功率柜分A、B、c三相，每相有5／8个功率单元串联组成，这样它里面就有15／24个功率单元，通过每个功率单元的变压变频输出。功率单元的主电路是高压变频器的核心电路，下面将对功率单元进重行介绍。功率单元的硬件组成及工作原理：功率单元由主电路和控制电路组成，主电路又由整流电路、滤波电路和逆变电路组成，它为基本的交一直一交单相逆变电路。整流电路由6个二极管图3功率单元主电路硬件组成框图组成三相全桥，移相变压器输出电压通过熔断器接到整流桥输

5、电路，它属于电压型逆变电路，它既是功率单元的核心电路，也人级。滤波电路由12／15个450V／4700／zF的电容组成三串多并是高压变频器的核心电路。通过对IGBT逆变桥进行SPWM控的电容组，它相当于交一直一交逆变电路的中间直流环节，起安制，可得到单相交流输出。通过IGBT上下桥臂的切换实现到储能和滤波作用。徽DC—AC转换。每个功率单元的结构及电气性能上完全一致，可由2个IGBT和2个2SD315驱动电路组成单相全桥逆变建以互换。收稿日期：2011—0223筑1．2输出波形作者简介：陈跃宏(1960一)，男，浙'2r-仙居人，毕业于安徽广

6、播电视大,如图4所示，每个功率单元输出的波形为矩形波，如果将学，工程师囡2011年第2期{总177期)安徽建筑表1输入电压6kV；运行频率50Hz；CH1—_AB相电压：CH2一CB相电压2在水泥厂高温风机上的应用巢湖某水泥厂二号线(6000t／d)有1台高温风机进行变频改造，改造前，该风机是通过调整液耦开度及风■■■一机挡板来改变风压、风量的。电机、高温风机及液力耦·一J合器参数如表1所示。——通过对现场的生产运行T艺、设备工况进行分析，认为这些设备存在以下几个问题。①高温风机采用液力耦合器调速，这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法，其

7、主要缺点是随着转速下降效率越来越低，需要断开电机与负载进行安装，维护工作量大，过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换，现场一般较脏，显得设备档次低，属淘汰技术。②还有些风机目前采用水电阻软启动，通过风门调节风压、风量的。水电阻启动方式，仍然有近3倍额定电流对电网的冲击，且水电阻启动时间较慢，容易造成水开锅现象。其余的高压风机设备采用调节入口蝶水阀，它凋整节流损失大、人口压力低、系统效率低，造成、电能源的浪费。、暖采用变频调速技术不仅解决了入口蝶阀控制系统通效率低、设备工作特性差等难以克服的缺点，而且提高技了系统运行的经济性指标；更重要的是

8、减小了因入口蝶术与阀变化造成的压流损失，减轻了控制阀的磨损，降低了应设备温升对设备性能的负面影响，延长设备使用寿命，用节约能源，为降低厂用电率提供了良好的途径。表2