高壓變頻器工作原理

2022-11-14 00:51:03 字數 1671 閱讀 9635

高壓變頻器是一種串聯疊加性高壓變頻器,即採用多台單相三電平逆變器串聯連線,輸出可變頻變壓的高壓交流電。按照電機學的基本原理,電機的轉速滿足如下的關係式:n=(1一s)60f/p=n。

×(1一s)(p:電機極對數;f:電機執行頻率;s:

滑差)從式中看出, 電機的同步轉速n。正比於電機的執行頻率(n。=60fp),由於滑差s一般情況下比較小(0-0.05),電機的實際轉速n約等於電機的同步轉速n。

,所以調節了電機的供電頻率f,就能改變電機的實際轉速。電機的滑差s和負載有關,負載越大則滑差增加,所以電機的實際轉速還會隨負載的增加而略有下降。

變頻器本身由變壓器櫃、功率櫃、控制櫃三部分組成。三相高壓電經高壓開關櫃進入,經輸入降壓、移相給功率單元櫃內的功率單元供電,功率單元分為三組,一組為一相,每相的功率單元的輸出首尾相串。主控制櫃中的控制單元通過光纖時對功率櫃中的每一功率單元進行整流、逆變控制與檢測,這樣根據實際需要通過操作介面進行頻率的給定,控制單元把控制資訊傳送到功率單元進行相應得整流、逆變調整,輸出滿足負荷需求的電壓等級。

1 移相式變壓器

移相變壓器的副邊繞組分為三組,構成x脈衝整流方式;這種多極移相疊加的整流方式可以大大改善網側的電流波形,使負載下的網側功率因數接近1。另外,由於副邊繞組的獨立性,使每個功率單元的主迴路相對獨立,這樣大大提高了可靠性。

2 智慧型化功率單元

所有的功率模組均為智慧型化設計具有強大的自診斷指導能力,一旦有故障發生時,功率模組將故障資訊迅速返回到主控單元中,主控單元及時將主要功率元件igbt關斷,保護主電路;同時在中文人機介面上精確定位顯示故障位置、類別。在設計時已將一定功率範圍內的單元模組進行了標準化考慮,以此保證了單元模組在結構、功能上的一致性。當模組出現故障時,在得到報警器報警通知後,可在幾分鐘內更換同等功能的備用模組,減少停機時間。

6kv電網電壓經過副邊多重化的隔離變壓器降壓後給功率單元供電,功率單元為三相輸入,單相輸出的交直流pwm電壓源型逆變器結構,相鄰功率單元的輸出端串聯起來,形成y接結構,實現變壓變頻的高壓直接輸出,供給高壓電動機。6kv電壓等級的高壓變頻器,每相由六個額定電壓為600v的功率單元串聯而成,輸出相電壓最高可達3464v,線電壓達6000v左右。改變每相功率單元的串聯個數或功率單元的輸出電壓等級,就可以實現不同電壓等級的高壓輸出。

每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電,功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組採用延邊三角形接法,實現多重化,以達到降低輸入諧波電流的目的。6kv電壓等級的變頻器,給18個功率單元供電的18個二次繞組每三個一組,分為6個不同的相位組,互差10度電角度,形成36脈衝的整流電路結構,輸入電流波形接近正弦波,這種等值裂相供電方式使總的諧波電流失真大為減少,變頻器輸入的功率因數可達到0.95以上。

3 雙dsp控制系統

主控器的核心為雙dsp的cpu單元,使指令能在納秒級完成。這樣cpu單元可以很快的根據操作命令、給定訊號及其它輸入訊號,計算出控制資訊及狀態資訊,快速的完成對功率單元的監控。

4 gprs遠端監控

通過ftu配網裝置,將採集到的'實際頻率'、'定子電壓'、'定子電流'、'壓力'以及系統執行的狀態量和報警資訊等等資料,利用gprs網路傳送到後台伺服器,後台伺服器可根據所收到的資料資訊的分析結果作出相應的處理操作,包括監測工作狀態、系統執行引數、電流、電壓的超標報警,這樣就可以對現場進行實時監控,以確定安全情況和運**況。大幅提高了系統執行的可靠性、操作方式更加靈活、同時也減少了維護費用。

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