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电源:高压变频器原理

作者:时间:2012-08-27来源:网络收藏

7 移相变压器的是什么?

答: 以6 kV 的输入移相变压器为例,原边绕组为6 kV,副边共18 个三相绕组,每组输出电压为630 V。每个绕组为延边三角形接法,分别有相等的移相角度差,每个绕组接一个功率单元,如图5 所示。这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波,也就是我们经常说的36脉冲整流可以有效地消除35次以下的谐波。因此采用移相隔离变压器进行隔离降 压,可以保证系统对电网的谐波干扰在国家标准规定的限制值以内。

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8 H级绝缘干式变压器,H级代表什么意义?

答:干式变压器的耐热绝缘等级分为B 级、F级、H级及C级等。这些变压器的出现可以让用户有更多的选择。其材料的耐热绝缘等级与其最高工作温度的关系如表1 所列。

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9 什么是可控整流?

答:整流电路按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。如图6 所示,整流桥功率器件全由类似IGBT 全控开关器件组成的整流电路称为可控整流;若由类似晶闸管半控开关组成则称为半控整流;若由类似二极管不可控开关器件组成则称为不可控整流。

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10 多级功率单元串联靠什么提高功率因数?

答: 多级功率单元串联变频器可提高功率因数,这是由二级管整流电路和移相变压器的特性决定的。变压器漏感较小且没有直流平波电感时,二极管整流电路的基波 功率因数很高,通用变频器里也是一样。但由于通用变频器没有移相变压器,因此其输入电流中较高的谐波含量降低了其整体的功率因数,在直流侧或者交流输入侧 加装电抗器可以降低谐波含量,但会降低其整体的功率因数。多级功率单元串联变频器由于装有移相变压器,因而消去了输入电流中的绝大部分谐波,又保留了 二极管整流电路的高功率因数特性,因此具有较高的功率因数。对于电压源型变频器,称其内部安装的直流母线平波电容具有无功补偿作用是不正确的,变频器内安 装的直流电容的容量和变频器的输入功率因数基本没有什么关系。

11 为什么单元串联型变频器都采用电解电容作为滤波环节?

答:目前,在变频器设计领域中,所采用电容有电解电容以及MKK自愈式电力电容器两种。

高 压变频器在设计过程中,充分考虑变频器发热以及电流冲击对电容器的影响,针对电容器的环境温度对电容器的寿命的影响,变频装置在设计过程中为电容器设计专 门的散热通道,保证电容器运行的环境温度不高于45益;通过精确的移相式PWM 算法,确保每个功率单元平均分配负荷,保证电容器不受到电流的冲击。故电解电容只要正确使用完全能满足高压变频器正常运行的需要,在多电平串联倍压的技术 方案中,电解电容是最佳的选择。

MKK 自愈式电力电容器由于受到自身容量的限制,所以其单位容量所承受的电流远大于电解电容,故温升更大,影响寿命,而且其价格也比电解电容高。

12 每相6 个单元串联的高压变频器的相电压电平数为多少?线电压电平数为多少?整流脉冲数为多少?

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13 为什么说dv/dt 取决于功率单元二次电压?

答:dv/dt 即电压变化率,功率单元IGBT 开关一次,变频器输出的电压增加或者减少一个功率单元二次侧的直流电压值,而IGBT的开关时间很短,为1 滋s左右,故dv /dt 取决于功率单元二次侧电压,如功率单元二次侧直流电压为900 V,则可以认为该变频器的dv/dt为900 V/滋s。

14 为什么功率单元串联型高压变频器输出不需要滤波器?

答:功率单元串联型变频装置输出符合IEEE519原1992 及中国电力行业对电压失真最严格的要求,高于国标GB14549原93 对谐波失真的要求。变频装置考虑将对电网谐波影响减至最小的措施包括:

1)移相变压器;

2)单元串联技术;

3)优化的PWM 算法;

4)多脉冲整流技术(36 脉冲整流),故功率单元串联型高压变频器的输出不需要滤波器,就可以拖动普通异步或同步电动机运行。

15 什么是变频器的控制方式?高压变频器有哪几种控制方式?

答: 各种电动机在实现调速时,都必须采取一些辅助手段,以改善电动机的机械特性和调速性能。以直流电动机为例,在调速过程中,必须加入电流反馈环节(内环)和 转速反馈环节(外环),才能使它的调速特性趋于完善。异步电动机的变频调速也不例外,为了改善其在调速过程中的机械特性和调速性能,也必须采取一些必要的 措施。异步电动机在进行变频调速时,可采取的方法较多,比较灵活,可以通过功能预置方便地进行选择。变频器说明书中所谓的控制方式,就是指在变频器调速的 情况下,改善异步电动机特性的方式。

一般来说,变频器主要有以下几种控制方式。

1)V/f 控制方式即通过调整变频器输出侧的电压频率比(U/f比)的方法,来改变电动机在调速过程中机械特性的控制方式。

2)空间电压矢量控制方式是一种模拟直流电动机调速特点的控制方式,效果较好。根据其有无转速反馈又可分为:

(1)无速度反馈矢量控制方式即不需要转速反馈的控制方式;

(2)有速度反馈矢量控制方式即需要加入转速反馈环节的控制方式。

3)直接转矩控制方式这是部分变频器采取的一种控制方式,可以通过直接控制输出转矩的大小来调速,其控制结果与矢量控制类似,但各有其优缺点。

4) 矩阵式交交控制方式矩阵式交交变频省去了中间直流环节,从而可省去体积大、价格高的电解电容。它能实现功率因数为1,输入电流为正弦且能四象限运行,系统 的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

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