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功率器件串联二电平电流型中压变频器

提示:

将功率器件直接串、并联使用,是满足系统容量要求的一个简单直观的办法,直接串联的变频器拓扑结构如图2-1所示,图2-1中电网高压直接经高压断路器进入变频电源,经过高压二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波,再通过逆变器进行逆变,通过输出正弦波滤波器滤波,简单易行的实现高压变频输出,直接供给高压电动机。串

    将功率器件直接串、并联使用,是满足系统容量要求的一个简单直观的办法,直接串联的变频器拓扑结构如图2-1所示,图2-1中电网高压直接经高压断路器进入变频电源,经过高压二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波,再通过逆变器进行逆变,通过输出正弦波滤波器滤波,简单易行的实现高压变频输出,直接供给高压电动机。串、并联在一起的各个功率器件,被当作单个功率器件使用,其控制也是完全相同的。这种结构的优点是可利用较为成熟的低压变频电源的电路拓扑、控制策略和控制方法,不需要输入输出变压器,输出效率比较高;其缺点是串联功率器件需要动态均压和静态均压。因为串联功率器件的开、关时间不一致,最后开通或最先关断的功率器件将承受全部电源电压,这就必然影响到它的可靠运行,所以功率器件串联运行时应有相应的均压措施,可是均压电路使系统复杂化、损耗增加、效率下降。为使串联功率器件同时导通和关断,对驱动、控制电路的要求也大大提高。还需要解决du/dt、抗共模电压技术等问题。

IGBT直接串联高压变频器

    2-1    IGBT直接串联高压变频器

    在输入端采用可控器件实现PWM整流,便于实现能量回馈和四象限运行,但同时使网侧谐波增大,需加进线电抗器滤波才能满足电网的要求,这也增加了体积和成本。因为是直接高压变频,电网电压和电动机电压相同,容易实现旁路控制功能,以便在装置出现故障时将电动机投入电网运行。

    2-2所示为18脉冲整流器的Bulletin1557变频器的主电路拓扑结构图,其电路结构为交--交电流源型;采用GTO功率器件串联构成两电平逆变器。其控制方式采用无速度传感器直接矢量控制,电动机转矩可快速变化而不影响磁通,综合了脉宽调制和电流源结构的优点,其运行效果近似直流传动装置。

    采用功率器件串联的二电平逆变方案,结构简单,使用的功率器件少,但器件串联带来均压问题,且二电平输出的du/dt会对电动机的绝缘造成危害,要求提高电动机的绝缘等级;且谐波成分大,需要专门设计输出滤波器,才能供电动机使用,即使如此其总谐波畸变THD也仅能达到4%左右。可采用标准的谐波滤波器及功率因数补偿器,以使其谐波符合IEEE519 - 1992标准的规定。

Bulletin1557变频器主电路结构图

    2-2    Bulletin1557变频器主电路结构图

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  • 本文关键字:变频器 

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