逆变器196kv

高压变频器的工作原理？

       高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p=n。×（1一s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s:滑差）从式中看出， 电机的同步转速n。正比于电机的运行频率（n。=60fp），由于滑差s一般情况下比较小（0-0．05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。　　变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应得整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。　　1 移相式变压器　　移相变压器的副边绕组分为三组，构成X脉冲整流方式；这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，这样大大提高了可靠性。　　2 智能化功率单元　　所有的功率模块均为智能化设计具有强大的自诊断指导能力，一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模块，减少停机时间。　　6kV电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交直流PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串联起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。6kV电压等级的高压变频器，每相由六个额定电压为600V的功率单元串联而成，输出相电压最高可达3464V，线电压达6000V左右。改变每相功率单元的串联个数或功率单元的输出电压等级，就可以实现不同电压等级的高压输出。每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。6kV电压等级的变频器，给18个功率单元供电的18个二次绕组每三个一组，分为6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉冲的整流电路结构，输入电流波形接近正弦波，这种等值裂相供电方式使总的谐波电流失真大为减少，变频器输入的功率因数可达到0．95以上。　　3 双DSP控制系统　　主控器的核心为双DSP的CPU单元，使指令能在纳秒级完成。这样CPU单元可以很快的根据操作命令、给定信号及其它输入信号，计算出控制信息及状态信息，快速的完成对功率单元的监控。　　4 GPRS远程监控　　通过FTU配网装置，将采集到的"实际频率"、"定子电压"、"定子电流"、"压力"以及系统运行的状态量和报警信息等等数据，利用GPRS网络发送到后台服务器，后台服务器可根据所收到的数据信息的分析结果作出相应的处理操作，包括监测工作状态、系统运行参数、电流、电压的超标报警，这样就可以对现场进行实时监控，以确定安全情况和运行情况。大幅提高了系统运行的可靠性、操作方式更加灵活、同时也减少了维护费用。

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什么是多电平移相式SPWM技术

       随着变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术得到了广泛应用。产品电压等级包括3、6、10kV以及油田专用潜油电泵使用的1.6～2.4kV产品，基本可拖动风机、水泵、压缩机等各类负载。高压电动机利用高压变频器可以实现无级调速，既可满足生产工艺过程对电动机调速控制的要求，又可节约能源，降低生产成本。

        目前，国内外高压变频器种类很多，但还没有形成像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。日本长冈科技大学的A Nabae等人于1980年首次提出三电平逆变器，为高压大容量电压型逆变器的研制开辟了一条新思路。一般结构是由几个电平台阶合成阶梯波以逼近正弦波输出电压。这种变换器由于输出电压电平数的增加，使得输出波形具有更好的谐波频谱，每个开关器件所承受的电压应力较小，无需均压电路，开关损耗小，dU/dT较小，对电机绝缘十分有利。

        单元串联多电平PWM电压源型变频器正是基于这一思想，采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。该变频器对电网谐波污染小，谐波输入电流很低，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置。

       1 变频器的结构及工作原理

        单元串联多电平变频器采用若干个低压功率单元串联方式实现高压输出。以6kV输出电压等级变频器为例，电网电压经过二次侧多重化的隔离变压器降压后向功率单元供电，功率单元为三相输入、单相输出的交-直-交PWM电源型逆变器结构。将相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y联结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。各功率单元分别由输入变压器的一组二次绕组供电，功率单元之间及变压器二次绕组间相互绝缘。

        6kV变频器的输入变压器实行多重化设计，以达到降低输入谐波电流的目的。变压器副边有15个二次绕组，采用延边三角形联结，分为5个不同的相位组，互差12°电角度。每相由5个功率单元串联而成时，形成30脉波的二极管整流电路结构。所以理论上29次以下的谐波都可以消除，输入电流波形接近正弦波，总的谐波电流失真率可低于1%。在变压器二次绕组分配时，组成同一相位组的每三个二次绕组，分别给属于电动机三相的功率单元供电。这样，即使在电动机电流出现不平衡的情况下，也能保证每个相位组的电流基本相同，达到理想的谐波抵消效果。

        每相由5个额定电压为690V的功率单元串联而成，输出相电压最高可达3450V，线电压可达6kV左右，如图1所示。每个功率单元承受全部的输出电流，但只提供1/5的相电压和1/15的输出功率。变压器的15个二次绕组经过熔断器，分别接到每个功率单元三相二极管整流桥的输入端，功率单元的结构如图2所示，功率单元的电压等级和串联数量决定了变频器输出电压，功率单元的额定电流决定变频器输出电流。三相交流电整流后经滤波电容滤波形成直流母线电压，由于输入变压器阻抗设计得较大（一般为8%左右），直流环节不必设置低压变频器那样的预充电限流电阻。当功率单元额定电压为690V时，直流母线电压为900V左右。逆变器由4个 耐压为1700V的IGBT模块组成H桥式单相逆变电路，通过PWM控制，在T1和T2两端得到变压变频的交流输出，输出电压为单相交流0～690V，频率为0～50Hz（根据电动机的额定功率，可以响应调整，最高可达120Hz）。

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