一、變頻器原理
1、交直交電路
變頻器是一種將固定頻率交流電轉換成可調(diào)頻率交流電的輸出裝置。分交-直-交三部分,
變換電路由直流電路、濾波電路、逆變電路等組成。
2、功率單元
功率單元為基本的交-直-交單相逆變電路,整流側三相全波整流,通過對 IGBT 逆變橋
進行正弦 PWM 控制,輸出直流電壓。
每個功率單元一樣,可以互換,這不但調(diào)試、維修方便,而且備份也十分方便,假
如某一單元發(fā)生故障,單元的輸出端能自動旁路故障單元實現(xiàn)降額工作,而不影響運行。
功率單元逆變橋為 H 橋拓撲結構,由四個開關元件組成,中間連接著負載,形狀如字
母“H”。當 Q1 和 Q4 開關導通時,電機電流從左到右,電機正向通電,當 Q2 和 Q3 開關導
通時,電機反向通電,在正常情況下,不會同時導通 Q1 和 Q2(或 Q3 和 Q4)。這樣就出
現(xiàn)正電平,零電平,負電平三種電壓,稱為三電平變頻器。
3、串聯(lián)疊加
單個 IGBT 耐壓只有 1700V,功率單元需要使用串聯(lián)方式疊加輸出高壓,是一種串聯(lián)
疊加型高壓變頻器,實現(xiàn)變頻變壓的高壓輸出,供給電動機可變頻變壓的交流電。
6kV 系列有 15 個功率單元,每 5 個功率單元串聯(lián)構成一相,10kV 系列有 24 個功率單
元,每 8 個功率單元串聯(lián)構成一相。
單元串聯(lián)變頻器優(yōu)點:
1)采用功率單元串聯(lián),技術成熟,通過串聯(lián)單元的個數(shù)適應不同的輸出電壓要求;
2)輸入輸出波形,使其能適應任何場合及電機使用;
3)多功率單元具有相同的結構及參數(shù),便于將功率單元做成模塊化,實現(xiàn)冗余設計,
即使在個別單元故障時也可通過單元旁路功能將該單元短路,系統(tǒng)仍能正?;蚪殿~運行。
移相變壓器,功率單元,電機的一次接線原理圖如下:
高壓變頻器輸出電壓由功率單元電壓串聯(lián)形成,每個功率單元的輸出均為等幅電壓波形,
串聯(lián)疊加后在變頻器輸出側構成階梯狀電壓波形。
下圖為 6KV 系統(tǒng),5 單元的電壓波形疊加圖,可以擬合成不同頻率的正弦波。變頻器
開關器件 IGBT 工作時,會產(chǎn)生諧波。
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