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            高壓風機的變頻控制

            發布日期:2018-09-18 16:21

             由于高壓風機設備功率較大。其功率可能占到電網容量的相當大一部分,因此其開停機和運行可能對電源電壓造成影響。另外,變頻器如果輸出高次諧波成分過高,會造成電機的過熱、產生共模電壓和drV山等問題。為實現風機的調速節能運行,并考慮到高壓大容量設備的技術要求,本文設計了單元串聯型多電平高壓風機變頻調速系統。

              3調速系統的結構及功能單元串聯多電平電壓源型變頻器采用若干個低壓功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出,其結構如所示,采用的變壓器為多重化隔離變壓器,一次側輸人高壓,二次側輸出相互隔離的低壓,供給各個功率單元,即圖中的各個H橋,系統的三相結構類似。
              隔離變壓器LJ圖i單元串聯變頻器結構每個功率單元都是一個三相輸人、單相輸出的交一直一交變頻器,具有統一的結構,功率單元的結構如所示。
              每個功率單元分別由輸人變壓器的一組二次繞組供電,功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。如采用每相六單元串聯的形式,則每個功率單元承受全部的輸出電流,但僅承受1/6的輸出相電壓和1/18的輸出功率;對于6kV的電機系統,每單元輸出電壓590V可調,頻率050Hz可調,從而可實現恒定壓頻比控制。
              逆變器部分采用多電平移相脈沖寬度調制(PSPWM)技術,同一相的功率單元輸出相同的基波電壓,但串聯各單元的載波依次錯開一定的相位,使疊加出來的是13階梯的正弦調制波。
              輸出電壓非常接近正弦波,且幾乎不含有低次諧波。將相鄰功率單元的輸出端串接起來,實現變壓變頻的高壓直接輸出,供給高壓電動機。為6kV電壓等級變頻器的輸出相電壓波形,由圖可見,波形十分接近正弦波。
              每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小,因而很小。使得電動機絕緣不會受到影響。功率單元采用較低的開關頻率。以降低開關損耗,且可以不用浪涌吸收電路,提高變頻器的效率。由于采取多電平移相式PWM技術,等效輸出開關頻率很高,且輸出電平數增加,可大大改善輸出波形,降低輸出諧波,諧波引起的電動機發熱。噪聲和轉矩脈動都大大降低。所以這種變頻器對電動機沒有特殊的要求,可用于普通的高壓電動機,且不必降額使用。由于輸出很低,不會產生輸出電纜較長時行波反射引起的浪涌電壓增加而造成電動機絕緣破壞問題,所以對變頻器輸出至電動機之間的電纜長度沒有特殊限制。


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