大功率高壓變頻器的設(shè)計及應(yīng)用.pdf

1、目前，我國工業(yè)用電是社會用電主要構(gòu)成部分，高壓電機在國內(nèi)應(yīng)用極為廣泛，主要拖動風(fēng)機、泵類、壓縮機及其他大型機械，是工礦企業(yè)的主要動力。而現(xiàn)階段我國電機系統(tǒng)運行效率低，能耗高，致使設(shè)備長期運行在低負荷狀態(tài)，因此電機系統(tǒng)節(jié)能勢在必行。變頻調(diào)速成為現(xiàn)階段最有效的電機節(jié)能設(shè)備。對應(yīng)此種方式派生了幾種類型的高壓變頻器，如電流源型、三電平PWM電壓源型、單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型等變頻器。
　　 單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型等變頻器以其實

2、現(xiàn)簡單、應(yīng)用范圍廣、成本低、易于改造以及便于服務(wù)等優(yōu)點成為國內(nèi)市場高壓變頻器行業(yè)主流。基于此類型變頻器，本文介紹了高壓變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并詳細闡述了控制柜、功率柜及變壓器柜等各柜實現(xiàn)方式。變壓器柜主要介紹了移相變壓器的原理及參數(shù)選??；功率柜以功率單元為重點說明了單元的主回路的實現(xiàn)，并重點闡述了整流橋、IGBT、電解電容的原件參數(shù)及選取；控制柜作為變頻器控制系統(tǒng)，一方面實現(xiàn)上位機的監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸；另一方面負責(zé)下位機控制邏輯實現(xiàn)及數(shù)據(jù)傳

3、輸，保證系統(tǒng)安全可靠運行。因此控制系統(tǒng)一方面敘述了控制單元的組成及各部分功能，另一方面講述了PLC實現(xiàn)設(shè)備的電氣控制及與上位機或遠程終端進行通信等功能。
　　 高壓變頻器控制策略主要介紹了v/f控制策略，廣泛應(yīng)用于風(fēng)機、水泵等負載類型。它的優(yōu)點是能明顯改善輸出波形，降低電動機的諧波損耗，并減小轉(zhuǎn)矩脈動，簡化了逆變器的結(jié)構(gòu)，加快了調(diào)節(jié)速度。調(diào)制波變換技術(shù)的應(yīng)用可以改變電路輸出電壓的大小及輸出頻率，在提高電壓利用率的同時減少開關(guān)次數(shù)

4、。移相載波PWM調(diào)制技術(shù)將SPWM與移相載波結(jié)合起來，使PWM脈沖的幅值增大但電平數(shù)和等效開關(guān)頻率都不會增加且du/dt小，是一種較好的PWM調(diào)制方式。最后利用MATLAB仿真軟件實現(xiàn)了8個H橋功率單元串聯(lián)的仿真。
　　 在實驗階段，以自動化高壓變頻器試驗站為實驗設(shè)備，對1000kVA/10kV高壓變頻器按實驗步驟完成了裝置在20Hz、30Hz以及50Hz的空載實驗，并記錄電壓波形及各項實驗數(shù)據(jù)，同時出具了在以上各頻率時的仿真波