高压变频器结构原理VIP免费

1主讲王兆义主办单位：新疆博识通咨询有限公司中国工业自动化培训网第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•一、本章基本内容：•1.高压变频器的电压等级•包括：电压分类、中高压的电压级别•2.常用高压变频器的电路结构•包括：功率单元串联高压变频器、三电平高压变频器、直接高压变频器、交—交高压变频器•二、要解决的问题•解决高压变频器主电路的拓补结构和工作原理，为应用打基础。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2.1高压变频器分类•按照我国电压的划分：低于1kV，称为低压；大于lkV、小于10kV,称为中压，10kV以上，称为高压。•我国在工、民、建等方面常用的电压等级为：•220V、380V、3KV、6KV、10KV；•在煤炭、石油、各种矿床的开采业中，除了上述电压等级之外，还有如下电压等级：•550V、690V（660V）、850V、1140V、1700V.•变频器在不同的应用领域，也就具有不同的电压等级。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析我们习惯上把额定电压为6kV或3kV的电动机称为“高压电动机”。•在变频器的结构上，当电压超过了3KV，因为受功率器件的耐压限制，不得不通过器件的串联等手段来应对高电压，所以3KV～lOkV的变频器在结构上就没有本质区别，人们习惯上将它们就统称为高压变频器。•高压变频器为了解决耐压问题，提出了很多解决方案，使主电路有多种拓补结构。人们以拓补结构来命名变频器的名称（如三电平、功率单元串联、直接串联等）。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2.2功率单元串联高压变频器•2.2.1移相变压器•1.输出绕组采用延边三角型连接，使每组的相角不同，使不连续的整流电流互补，连续起来。解决整流造成的传导干扰问题。•2.输出多组低电压供功率单元串联，解决管子耐压不够问题。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•3.延边变压器原理将二次绕组先作三角型联接，然后在每个输出端串联上一个绕组，上图为逆延联接，串联绕组和三角型联接绕组同相位（见图Ua1、Ua2）。由图可见，改变串联绕组和三角型联接绕组电压的大小，可改变θ的大小。通过逆延或顺延的联接方法，可得到相移。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•多移相绕组反射到初级的电流波形第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2.2.2功率单元串联•为了解决输出高压问题，将多个功率单元串联，根据不同输出电压的要求，选择串联的级数。该变频器由5个耐压为690V的功率单元组成6KV变频器，相电压为690V×5=3450V，线电压为：•KVUU632.7134503相线第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2.2.3功率单元和旁路电路•功率单元为三相输入、单相输出的交—直—交PWM型变频结构。将相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y联结结构，实现变频的高压直接输出，供给高压电动机。•旁路电路是当功率单元失效后，自动将其短路，保证变频器不间断工作。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•采用功率单元串联的形式，因为每个单元上加的是自己的一组电压，当工作中出现了开通延时，也不会出现过压问题，这是该电路的特点之一。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•1.功率单元工作原理•1）整流•将交流电变为直流电的过程叫做整流。VD1—VD6整流二极管，完成将交流电整成直流电的工作。•整流原理：第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2）整流波形图结论：a.相电流不连续b.整流电压最大值为c.每个周期有6个波峰，电压较平滑。d.整流电流不连续，本机通过移相整流来解决，其他机型通过星、角联接、加入电抗器的方法等来消除。线U2第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•3）开关电路T1和T2、T3和T4交替工作，当T1导通时，T4导通；当T3导通时，T2导通。如果该单元出现了问题，晶闸管T导通，L1、L2两端短路。该单元被旁路。第第22章变频器主电路分析章变频器主电路分析•2.2.4输出波形•逆变器输出采用多电平移相式PWM技术，同一相的功率单元输出相同幅值和相位的基波电压，但串联各功率单元的载波之间互相错开一定角度，实现多电平PWM，输出电压非常接近正弦波（输出PWM波如图所示）。•该...