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变频网新型移相式高压变频器Diamond-HV系列
发布日期:2019-05-26    新闻来源:本站原创

  正在此实例中,操纵了300 V HV-IGBT的功率模块,由于所用的功率模块数量更少,使成本大幅下降。并且,含有较少的电力半导体器件的系统工做更靠得住。

  次要节制系统取功率模块的通信是通过光(电)缆,低压部门和高压部门是完全绝缘的。所有功率模块的外壳均接地,因而可减小电磁干扰(EMI),确保系统的平安靠得住。功率模块毗连简单,仅带3 个输入、2个输出的高压毗连和4个光缆毗连。

  反电动势(CEMF)是由同步扭转的气隙磁通波发生的。当输出电缆长度跨越临界值时,因为藉反射的CEMF 惹起的过电压而发生电压波形的脉动,可能损坏电动机的绝缘。Diamond-HV高压变频器的输出电压变化速度(du/dt)低,第一电压台阶的变化只要总的相电压台阶变化的1/3。这一总的相电压阶跃值是由多沉移相SPWM手艺所期望达到的值。因而,绝缘损坏的风险就大大降低了。

  每个三相二次绕组电源别离接到功率模块。该功率模块通过三相桥整流将交换电压变换为曲流电压,DC 电压的波形是对称的,且每隔/3(60)的电角度反复,因此具有6个台阶波形的特征。

  当把输入电源移相为+20、0和-20的每一组3 个功率模块(共3 组)正在一路时,组合的电压A将具有18个台阶波形的特征,波形是对称的,且每/9(20)角反复。18阶的电压波形只要(18n1)次的谐波(n为正整数,也即谐波次数为17、19、35、37等)。因为这些谐波的次数高,故输入电流波形接近于正弦波,总的谐波电流失线%,变频器勿需任何笨沉、高贵的低通滤波器(LPF)。

  3 个的功率模块将组合为多沉移相、多级SPWM的电压输出,此中含相关系到谐波的载波频次(棕c),关系到边带(Sideband)的调制频次(棕)。因为载波频次棕c 相对比力高,正在输出电压中这些谐波藉电机额定的漏电感滤波,故输出电压现实会接近正弦波形,如图5 所示。

  变频器正在其功率模块中操纵了多沉移相、多级的SPWM手艺,一个尺度的功率模块将发生幅值和相位不异的同样尺度的根基输出。3个功率模块构成一组,每组功率模块的载波信号按2/3(120)角交织移相(相位彼此错开120)。

  通过计较可知,变频器的成本正在半年摆布的时间内就能收受接管,并且安拆变频器当前电机经常可处于小容量运转。因而,操纵这一变频器系统,取本来的系统比力,节约的能量是庞大的。

  一种新型移相式SPWM(正弦脉宽调制)高压变频器现已正在新钻石手艺公司批量出产。Diamond-HV系列高压变频器,分析了的出产工艺和新钻石手艺公司的手艺研究开辟的,它利用了高压绝缘栅双极晶体管(HV-IGBT)半导体器件以及全桥多级的变频手艺。变频器为模块化设想,平安靠得住。具有很低的谐波失实,并能间接驱动高压异步电动机。下面次要引见这一高压变频器。

  输入的高压电源接至绝缘的移相变压器的一次绕组。变压器有9个绝缘的二次绕组,这些二次绕组别离取功率模块毗连,功率模块对电源电压进行整流和滤波,以构成曲流(DC)高电压。操纵移相的正弦脉宽调制(SPWM)手艺,将高的曲流电压逆变为所需频次的交换(AC)电压,绝缘的成组AC 电压输出毗连一路,则构成Y接三相输出电源,如图2所示。对于典型的6 kV变频器,每相将由3个1 275 V功率模块,构成3 825 V总的相电压输出。而线 V。每一功率模块照顾满负荷电流,但它们仅供给1/9的输出功率和1/3的相电压。正在这一设想中,的功率模块数和用于功率模块中每一电力半导体器件的分级电压,决定着该变频器的输出电压。安拆的电力半导体器件的电流定额则为变频器的最大输出电流。功率模块电如图3所示。

  节制器模块为确保高压变频器的工做靠得住性,采用了超大规模集成电。移相的SPWM 手艺正在所有频次范畴内,电机的运转是最佳的。

  为了降低开关损耗,功率模块采用了低的开关频次。因此,没有需要附加浪涌接收电,变频器的频次大为改善。

  其它变频器制制商利用了特殊设想的公用计较机或特地的工控机用于节制和通信。由于计较机和节制器硬件及软件不竭正在升级,因而更新换代时必需进行响应的调整,这就降低了变频系统的矫捷性和靠得住性。

  跟着环保要求的日益提高,以及为满脚我们随时添加的用电需求,会导致矿物石化燃料操纵取成本的日益添加,因而进行变频势正在必行。

  按照这一设想,输出电压波形具有的谐波含量则低于2.33%。因为谐波含量低,谐波对电动机感生的热量,激发的乐音和转矩脉动,均将大幅度减小。

  正在高电压使用范畴利用了多级的电力半导体器件,为避免关系到多级的开关按时毛病,变频器采用了高电压大功率的式功率模块设想。

  节制器模块是对变频器的系统节制。它操做节制所有的通信,包罗通过光缆取功率模块的信号接口。正在节制器模块内部,它取可编程逻辑节制器(PLC)连系,以添加系统的矫捷性。PLC 不只处置逻辑信号的开关心换和操控,并且还共同协调现场的各类操做信号和形态信号。

  因为二极管整流器无法节制电角度,因开关心换操做或闪电导致浪涌(冲击)电压,将颠末变压器穿通变频器。如功率模块正在二极管整流器后接上大的电容器,则任何通过二极管的浪涌电流,将被电容器接收并滤波,因此变频器是平安的,能住如许的冲击。

  Diamond-HV高压变频器操做简单,具有优良的节制机能。它普遍使用于诸如电力、石油化工、冶金、水泥和供水等各类工业范畴。市场使用包罗任何大功率高压变频系统,配电节制系统,电气设备告急,电气谐波探测以及遥控检测和系统等。

  可编程(序)的操做显示终端及触摸屏的输入显示单位,均被用于人/ 机操做接口,显示器将显示用于变频器和电机的全数参数。为了简略单纯便利和靠得住地利用,这一输入显示单位能用中文和英文编成法式。该变频器对大范畴的及收集节制供给了尺度的工业接口。

  带3 个Delta(D)毗连和6 个延边Delta 毗连的二次绕组的三相移相、绝缘变压器用做输入变压器,旨正在将输入电网的谐波减到最小。这9个二次绕组之中,3 个绕组的移相为+20;3 个绕组的移相为0;还有3个绕组移相为-20。如图4所示。

  功率模块取带储能电容的三相二极管的桥式整流器连系,可供给较好的功率因数和较少的谐波失实。因电容器能供给电动机所需的无功功率,功率因数可达到0.96以至更高,没有需要拆设附加的功率因数弥补。

  Diamond-HV移相式高压变频器设想新鲜,布局紧凑。它利用的零部件少,确保了工做的靠得住性。它能供给一均衡的负荷并具有优良的线性度;变频器操做简单,节制机能优秀。移相变压器和移相SPWM的操纵,确保了输入/输出谐波含量低以及输出电压变化率du/dt 小,最凸起的特点是节能,且能很快收回成本。

  图1 所示为Diamond-HV 高压变频器,它由移相变压器、功率模块和节制器模块三部门构成。移相式高压变频器利用了三组零丁的功率模块,以便发生高压输出,其道理如图2所示。

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