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高壓變頻器有什么選型的原則呢

  隨著現代電力電子技術和微電子技術的快速發展,高壓大功率變頻調速裝置不斷成熟,難以解決的高壓問題近年來通過設備串聯或單元串聯得到了很好的解決。那么,為了在測量過程中減少誤差,高壓變頻器的選擇應該掌握哪些原則呢?

  一是電壓等級。

  我國高壓電機常用的電壓等級為6kV和10kV,還有少量3kV等級的高壓電機。大多數高壓變頻器的輸入都有隔離變壓器,因此變頻器的輸入電壓通常能夠滿足不同電網電壓等級的要求。變頻器的輸出電壓等級的選擇通常根據技術改革項目和新項目的選擇原則而不同。對于技術改革項目,原來電機的工作頻率運轉,通常不更換電機,安裝變頻器后,變頻器的輸出電壓與電網電壓一致,通常為6kV或10kV。

  對于新項目,如果不需要工頻旁路,電機電壓可以配合變頻器進行優化。比如中小功率可以選擇2.3kV或3kV輸出電壓等級,降低成本。如果需要工頻旁路,建議變頻器輸出電壓等級與電網電壓一致,否則旁路比較復雜。

  2.電壓源類型和電流源類型。

  目前,大多數高壓變頻器屬于交直交變頻器。根據中間DC使用的儲能元件的不同,可分為電壓源型和電流源型。

  目前主要的電流源變頻器是SGCT-PWM電流源變頻器。電流源變頻器的優點是能量可以回饋電網,可以實現四象限運行。電源側通常采用三相橋晶閘管整流電路,輸入電流諧波大。為了降低諧波成分,可以采用多種方式,有時還必須增加輸入濾波裝置。輸入功率因數一般較低,通常需要附加功率因數補償裝置。與電壓源變頻器不同,DC環節的大濾波電容可以儲存大能量,電流源變頻器對電網電壓波動敏感,電網電壓波動大時容易停機,這是一個大缺點。

  如果整流電路也采用SGCT作為電流PWM控制,則可獲得較低的輸入電流諧波和較高的輸入功率因數,并可省去輸入隔離變壓器。但是PWM整流會使變頻器的效率有所下降。


高壓變頻器有什么選型的原則呢


  目前,電壓源變頻器主要有三級高壓變頻器(以IGBT或IGCT為功率器件)和單元串聯多級高壓變頻器。由于二極管不可控整流,輸入功率因數相對較高,不易受電網電壓波動的影響。在電網條件差的應用中,電流源變頻器明顯穩定。三級變頻器的高電壓通常不超過4.16kV,單元串聯多級變頻器的輸出電壓可達10kV。

  V/F控制及無速度傳感器矢量控制。

  無速度傳感器矢量控制技術在硬件成本基本不增加的情況下,可以大大提高變頻器的性能,擴大變頻器的應用領域。即使在風扇泵等穩定動態要求相對較低的負載情況下,無速度傳感器矢量控制具有的扭矩限制、快速轉速跟蹤再啟動等功能,也可以有效防止加速過程中的過流跳機、減速過程中的過壓跳機等異常停機現象,對保證變頻器的可靠運行具有重要意義,越來越受到用戶的認可。

  4.電網諧波污染和輸入功率因數。

  電網諧波污染主要取決于整流電路的結構和特點。降低電網諧波污染的主要方法有兩種:多重整流和PWM整流。單元串聯多級高壓變頻器通常有大量的整流脈沖,對電網諧波污染小。為了減少電網的諧波污染,電流源變頻器通常采用18脈沖整流。三級電壓源變頻器至少需要12脈沖以上,要求高時可以使用24脈沖。

  電壓源型高壓變頻器采用二極管無法控制壓變頻器在整個運行范圍內具有較高的功率因數,基波功率因數一般可以保持在0.95以上,一般也不需要設置功率因數補償裝置。當采用晶閘管整流時,由于晶閘管觸發角所造成的電流滯后,功率因數較低,會隨轉速降低而降低,常需要功率因數補償裝置。

  PWM整流可以有效降低諧波,功率因數可調,能量可以雙向流動。缺點是成本增加,效率降低。

  5.輸出波形和適用于電機。

  輸出諧波對波對馬達的影響主要是馬達附加發熱,馬達附加溫度上升,馬達多減少使用,高次諧波引起馬達扭矩脈動,噪音增加。dv/dt和共模電壓影響馬達絕緣。

  普通二級和三級PWM電壓源變頻器由于輸出電壓跳躍臺階大,相電壓跳躍分別達到DC母線電壓和DC母線電壓的一半,會產生較大的dv/dt。較大的dv/dt會影響電機的絕緣。因此,這種變頻器通常需要特殊設計的電機,必須加強電機的絕緣。如果要使用普通電機,必須附加輸出dv/dt濾波器。

  單元串聯多電平高壓變頻器輸出電壓臺階多,等效開關頻率高,輸出波形大幅度改善。輸出高次諧波、噪音、dv/dt、扭矩脈動小。因此,該變頻器可以在沒有濾波器的情況下用于普通的高壓馬達,無需降低金額。

  如果沒有輸入變壓器,共模電壓會直接施加到電機上,增加繞組對地面的絕緣應力,造成絕緣破壞,影響電機的使用壽命(也有采用共模電抗器方案,在一定程度上減緩了共模電壓的影響)。若設定輸入式變壓器,則共模電壓由輸入式變壓器和共同承擔,主要由輸入變壓器承擔。

  六是節電率。

  一般來說,某一設備,如風扇或水泵,應用變頻器后節電力與變頻器本身關系不大,主要取決于改造前變頻器的工作條件。例如原始擋板,閥門開度等。各變頻器的效率可能有差異,但對整體節能的影響卻很小。

  7.國產品牌和進口品牌。

  早期中國市場的高壓變頻器主要采用羅賓康、Rockwell等進口品牌。目前,隨著國內高壓變頻器行業的快速發展,國產主流高壓變頻器在功能、可靠性等方面已達到國際水平,在成本和服務方面具有很大優勢。

  目前國產高壓變頻器占有率超過60%。在大容量(5000kW以上)、高性能應用(軋機、升降等應用)和水冷變頻器方面,目前國外知名品牌仍具有較大優勢,在中小功率的常規應用(鼓風機、泵)方面,國產高壓變頻器完全滿足用戶的要求。
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