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《中壓變頻器選型分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、本文來(lái)至原創(chuàng)性論文網(wǎng)http://www.xslunwen.comLNG接收站中有大量的6KV供電的泵類設(shè)備，功率從200KW—1600KW。泵的耗電量中還有很大的節(jié)能潛力，其潛力挖掘的焦點(diǎn)是提高運(yùn)行效率?？梢灶A(yù)計(jì)，大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是我國(guó)節(jié)能的主導(dǎo)方向之一，也是LNG行業(yè)不斷努力的目標(biāo)。采用中壓變頻器不但可以大大減小中壓電機(jī)起動(dòng)電流，從而消除對(duì)電網(wǎng)的沖擊，而且可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要調(diào)節(jié)物料的供應(yīng)量，大大提高控制精度和生產(chǎn)產(chǎn)量。更重要的是可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能，將運(yùn)行成本降到最低。1．變頻器介紹變頻器的
2、分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，
3、可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。中壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。按著中間環(huán)節(jié)有無(wú)直流部分，可分為交交變頻器和交直交變頻器；按著直流部分的性質(zhì)，可分為電流型和電壓型變頻器；按著有無(wú)中間低壓回路，可分為高高變頻器和高低高變頻器；按著輸出電平數(shù)，可分為兩電平、三電平、五電平及多電平變頻器；按著電壓等級(jí)和用途，可分為通用變頻器和中壓變頻器；按著嵌位方式，可分為二極管嵌位型和電容嵌位型變頻器等等
4、。2.中壓變頻器選型分析我們知道，中壓變頻器與低壓變頻器的基本原理都是面積等效原理，即：沖量（窄脈沖面積）相等而形狀不同的窄脈沖，加在具有慣性的同一環(huán)節(jié)上，其效果基本相同。這里所說(shuō)的“效果基本相同”，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。將一系列電壓脈沖的寬度按正弦規(guī)律進(jìn)行調(diào)制，加在電機(jī)繞組端，回路中電流波形為正弦波。如圖1，a）、b）、c）所示的三個(gè)形狀不同的窄脈沖：a）為矩形脈沖，b）為三角脈沖，c）為正弦脈沖，它們的面積（即沖量）都相等，將它們加在具有慣性的同一環(huán)節(jié)上時(shí)，其輸出響應(yīng)基本相同。2.1中壓變頻器的輸入一般
5、情況下，低壓變頻器出于成本考慮，輸入側(cè)會(huì)采用6脈沖整流，加上利用電容儲(chǔ)能穩(wěn)壓，所以輸入側(cè)一定會(huì)向電網(wǎng)注入很大的諧波電流。IEC標(biāo)準(zhǔn)要求單臺(tái)變頻器回路總的諧波電流畸變率不大于48%，及THDI≤48%。所以低壓變頻器輸入側(cè)一般都會(huì)加線路電抗器。如果需要將諧波抑制到更小，可選配價(jià)格昂貴的10%無(wú)源濾波器，配合直流電抗器，可將THDI值減小到5%以下。中壓變頻器首先考慮的是將對(duì)電網(wǎng)的諧波污染降到最小，同時(shí)兼顧成本，所以輸入側(cè)采用了36脈沖整流，理論上無(wú)35次以下諧波電流產(chǎn)生。這樣輸入側(cè)總的諧波電流畸變率THDI遠(yuǎn)小于1%，
6、使得輸入側(cè)對(duì)電網(wǎng)幾乎無(wú)諧波污染。表1給出了中壓變頻器的各次諧波電流分量。諧波電流次數(shù)57111317192325IEEE-519(1992)[%]4.004.002.002.001.501.500.600.60實(shí)測(cè)值[%]0.581.000.200.320.750.540.060.24圖2a是電壓型中壓變頻器輸入側(cè)原理，采用了36脈沖整流。圖2b是實(shí)測(cè)的輸入側(cè)電流和電壓波形。我們可以清楚看到，電流波形（橘黃色）是完美的正弦波，無(wú)任何畸變。以上我們討論了電壓型中壓變頻器輸入側(cè)對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。結(jié)論是整流波數(shù)越多，向電網(wǎng)
7、注入的諧波電流就越小，對(duì)電網(wǎng)的污染就越小。36脈沖整流遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于24脈沖、18脈沖、12脈沖整流。2.2中壓變頻器的輸出中壓變頻器輸出電壓的基本元素仍是矩形脈沖，但是與低壓變頻器已經(jīng)有了巨大的區(qū)別。原因在于，低壓變頻器輸出一般只有兩個(gè)電平，不可能逼近正弦波。我們學(xué)微積分知道，用的線段越多，就越能擬合一條曲線。當(dāng)用的線段無(wú)限多時(shí)，就可以得到與任意指定的曲線相同的曲線。施耐德電氣中壓變頻器輸出電壓是疊加的多電平電壓，可以非常逼近一個(gè)正弦波。電平數(shù)量越多，輸出電壓就約接近正弦波。當(dāng)輸出電壓為9電平時(shí)，輸出電壓外延有矩形脈沖，
8、但整體形狀是已經(jīng)高度正弦化了（見圖5b）。當(dāng)輸出為17電平時(shí)，輸出電壓波形就已經(jīng)完全正弦化了（見圖6a）。為什么中壓變頻器要采用多電平輸出技術(shù)呢，這是因?yàn)橹袎鹤冾l器的逆變管IGBT的耐壓值一般只有3.3KV，高電壓時(shí)需要串聯(lián)分壓。IGBT耐壓值較低的劣勢(shì)，反而成就了中壓變頻器，使得其輸出電壓可以高度逼近正弦波，甚至完全正弦化。這類中壓變頻器的輸
