蘇州變頻器的結構形式

1、大功率變頻器結構形式

　　大功率蘇州變頻器按主回路拓撲結構可分為“高-低-高”式變頻器、“高-低”式變頻器、“高-高”式變頻器。“高-高”式又分為電流型、中性點鉗位的三電平電壓型和單元串聯多電平電壓型。其中：“高-低-高”式變頻器，由于兩側均需大型變壓器，損耗高，變頻系統啟動時負載能力將下降，諧波較大等缺點，使其發展受到限制。 “高-高”電流型變頻器，一般為兩電平結構，電動機承受的du/dt較大，且需均壓和緩沖電路，技術復雜，器件較多，裝置體積大，調整和維修都比較困難，功率因數較低，并隨負載變化而變化，不好補償，輸出諧波和共模電壓對電機的影響等問題，電機需降額使用和加強絕緣。其優點是不需外加電路就可將負載的再生能量回饋電網。主要應用于超大功率場合。

在上述所敘原因，水泥廠在大功率變頻器選用上，較少采用“高-低-高”式和高壓電流型變頻器，一般采用“高-低”式、三電平電壓型和多電平電壓型變頻器。

　?。?） “高-低”式結構中變頻器為低壓，電源輸入側采用變壓器將高壓變為低壓。由于采用低壓變頻器，變頻器的容量受到限制，電動機需采用專門的變頻低壓電機，其電壓等級一般為690V，水泥廠800KW以下的設備采用這種結構形式較多。但該類型變頻器一旦故障，電機不能投入工頻電網運行，且產生的諧波較高。

　?。?）中性點鉗位的三電平電壓型變頻器。其整流電路常采用12脈沖或24脈沖二極管整流結構，逆變部分采用IGBT或IGCT，在逆變器部分采用鉗位電路，解決了功率器件的串聯的問題，并使相電壓輸出具有三個電平。該變頻器的主回路結構環節少，與二電平結構相比，其逆變器件承受的電壓降低，輸出電壓波形也有較大的改善。 三電平電壓型變頻器效率較高，動態性能較好，過載能力較強。其不足是雖然通過網側配置，可實現12或24脈沖整流，減少網側諧波，但du/dt仍較大，電動機電流總諧波仍可達１７％以上，所以一般需配特殊電機，若要使用普通電機，必須附加輸出濾波器。另外，其現在最高輸出電壓只能做到4.16 KV，采用這種變頻器，必須采用變通的方法，改變電機的電壓或在輸出側加升壓變壓器，這是制約其使用的最大問題。

　?。?）單元串聯多電平電壓型變頻器。其采用多個低壓PWM變頻單元串聯的方式實現直接高壓，電網電壓經過隔離變壓器降壓后給功率單元供電，單相變頻功率單元在輸出端串聯起來，實現變壓變頻的高壓輸出 ，直供高壓電動機。

　　這種蘇州變頻器輸入側變壓器采用多相移位技術，輸出側采用多電平正弦PWM技術，諧波較低，在無輸出濾波器的情況下，就可使THD<1％，其單元串聯的數量決定輸出電壓的等級，所以它可適用于任何普通的高壓電動機。雖然采用這種結構會使器件的數< p="">量增加，但由于驅動功率下降，開關頻率較低且不必采用均壓電路，系統的效率仍可達97%，功率因數可達0.95以上。另外，在某個功率單元出現故障時，可自動退出系統，而其余的功率單元可繼續保持電機的運行，減少停機時造成的損失，便于冗余設計，技術上較成熟。

　　其缺點是只能單象限運行，不能進行旁路切換，不能實現無熔斷器設計，器件的數量多，體積大，可靠性差。并且變壓器必須和蘇州變頻器集成在一起，使電氣室的空間和散熱成為問題。

　　由于其他高壓變頻器受技術條件的局限，目前，在通用型高壓變頻器領域單元串聯多電平變頻器仍占絕對優勢。

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