无谐波高压变频器原理和应用

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1、无谐波高压变频器原理和应用　　摘要：随着国家节能政策的大力提倡以及水泥厂竞争日益激烈，使水泥行业逐渐朝着节约型工业发展已经迫在眉睫。本文就是对无谐波高压变频器的原理以及在项目中的应用进行了探讨。关键词：无谐波、拓扑结构、高压变频器、效益Abstract:withthenationalenergysavingpolicyadvocacyandcementplantcompetitionisbecomingincreasinglyfierce,makecementindustrygraduallytowardsconservation-orientedindustrialdev

2、elopmenthasbeenimminent.Thisarticleisabouttheprincipleandnon-harmonicHVfrequencyconvertersintheapplicationintheprojectwerediscussed.Keywords:noharmonic,topologystructure,highvoltageinverter,benefit中图分类号：文献标识码：A文章编号：1．概述5长期以来，水泥行业都是国民经济生产中的能源消耗大户，在国家政策大力提倡推行节能的大形势下，提高水泥行业的节约型制造和应用水平，建立节约型水泥

3、工业体系意义逐渐增大。特别是近年来新型干法水泥生产线，规模越来越大，因此节能空间也越来越大。在目前辊式磨系统水泥生产线的工艺设备配置中，高压风机有立磨风机、后排风机、高温风机、窑头余风风机、煤磨风机、水泥磨风机、辊压机循环风机等等，而这些风机所耗电能大约要占总消耗电能的25%~30%。所以风机的电耗直接影响到水泥企业的生产成本，因此能否降低风机的电耗，对提高效益，降低水泥生产成本是至关重要的。通过高压变频器在很多生产线上的应用证明，高压变频器在风机中的应用，不但可以通过变频器控制风机调节风量，而且风机进行变频后，节电率在30%~50%的范围内，节约了大量能源，提高生产效率，

4、使得水泥厂的效益达到了最大化。以下就结合无谐波高压变频器的原理以及在水泥生产线中的应用进行阐述。关于高压变频器5无谐波高压变频器是采用若干个变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。在变频器中，由多个低压单元串联连接，构成驱动系统的高压输出。基于这种拓扑结构，使得无谐波高压变频器具备了在维护、功率品质方面的优点，另外变频器通过快速功率单元旁路，是系统的可靠性大大增加。该变频器具有对电网谐波危害小，输入功率因素高，无需采用输入谐波滤波器和功率因素补偿装置。输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动，噪音，输出dv/dt，共模电压等问题，不必设置输出滤波器就可以用于普

5、通的异步电机。图1：拓扑结构原理图从拓扑结构原理图可以看出，它是基于功率单元电压串联结构，A、B、C为功率单元，其结构图中，变频器输入为三相交流电压，可选任何电压等级，星形或三角连接，输出6~7.2kV，可直接接入三相感应电机。传统的变频器拥有5个独立部件，即输入滤波器、功率因数补偿、隔离变压器、逆变装置和输出滤波器。而无谐波高压变频器完美的输入/输出特性，因此其内部仅需隔离变压器和变频器两个主要部件。与普通采用高压器件直接串联的变频器相比，由于采用整个功率单元串联，器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，可直接使用低压功率器件，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题

6、。功率单元中采用的低压IGBT功率模块，驱动电路简单，技术成熟可靠。功率单元采用模块化结构，同一变频器内的所有功率单元可以互换，维修业非常方便。由于采用功率单元串联结构，所以可以采取功率单元旁路技术，当功率单元故障时，控制系统可以将故障单元自动旁路，采用中心点漂移技术，变频器仍可降额继续运行，大大提高了系统的可靠性。无谐波高压变频器的应用5为了充分保证系统的可靠性，为变频器同时加装工频旁路装置，变频器异常时，变频器停止运行，电机可以直接手动切换到工频下运行。工频旁路由三个高压隔离开关组成，这三个高压隔离开关在机械上实现互锁，在变频和工频运行时，分别联锁动作。为了实现变频器故

7、障的保护，变频器用户高压开关进行联锁，一旦变频器故障，变频器跳开高压开关，工频旁路时，变频器允许高压开关合闸，撤消对高压开关的跳闸信号，使电机能正常通过高压开关合闸工频启动。下面对立磨风机和后排风机的运行数据进行了比较，通过高压变频器在立磨风机的应用，节能效果相当明显，经济效益显著。后排风机风门的开启在70%左右，电机全速运行；立磨风机变速运行，风门全开。因现场工况变化不是很大，变频调速系统经常运行在42Hz左右，与调节档板时的消耗功率大大减少，节电效果与经济效益显著，两者电机的运行数据如下：立磨风机的节能率为：（