中压变频器及应用综述

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1 引言变频器正向着低噪声、高性能、 变频器正向着低噪声、高性能、高可靠性方向发 通用变频器以其调速范围宽、调速精度高、 展，通用变频器以其调速范围宽、调速精度高、 动态响应快、效率高及操作方便等优点， 动态响应快、效率高及操作方便等优点，在节约 能源，控制工业生产过程， 能源，控制工业生产过程，提高企业自动化生产 水平等方面取得了良好的效果。 水平等方面取得了良好的效果。随着通用变频器 的广泛应用，中压变频器正在得到推广和应用。 的广泛应用，中压变频器正在得到推广和应用。 中压变频调速有多种方案，如中— 中方案， 中压变频调速有多种方案，如中—低—中方案， 低方案及中—中方案等， 中—低方案及中—中方案等，用户应结合本身中 压电机负载的情况选择性能价格比最优的方案。 压电机负载的情况选择性能价格比最优的方案。 本文就目前中压变频器的最新进展及应用发表一 些看法供参考。 些看法供参考。

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2 中压变频器产品及概况

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(1)西门子公司西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、 西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、电压源型和公 共直流母线型。在中压变频器应用领域，西门子公司采用中— 共直流母线型。在中压变频器应用领域，西门子公司采用中—低—中方案较好地解决 (300~630)kW/6kV电机的调速问题 即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器， 电机的调速问题， 了(300~630)kW/6kV电机的调速问题，即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器， 在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高，价格 在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高， 较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。 较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。若 将中压6kV电机改为 电机改为690V或3300V电机 则只用降压变压器、 电机， 将中压6kV电机改为690V或3300V电机，则只用降压变压器、变频器组成变频器驱动 系统，即所谓中—低方案。中压变频器可用于新工程项目和技改项目， 系统，即所谓中—低方案。中压变频器可用于新工程项目和技改项目，在新工程项目 可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中， 中，可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中，可 将6kV电机改为3300V或更低电压等级的电机，虽增加了

费用和工作量，但却使得电 6kV电机改为 电机改为3300V或更低电压等级的电机，虽增加了费用和工作量， 或更低电压等级的电机 变频器驱动系统更加合理， 低方案不仅解决了风机、 机、变频器驱动系统更加合理，中—低方案不仅解决了风机、泵等变转矩负载的调速 问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载(如挤压机、提升机等转矩负载) 问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载(如挤压机、提升机等转矩负载) 也提供了较好的解决方案。为配套方便，西门子公司已在国内提供3300V、690V中低 也提供了较好的解决方案。为配套方便，西门子公司已在国内提供3300V、690V中低 压电机。以下就西门子公司推出的采用高压IGBT、 压电机。以下就西门子公司推出的采用高压IGBT、三电平技术的直接高压中压变频器 做一介绍。 做一介绍。 SIMOVERTMV中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理， SIMOVERTMV中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理，其具有 中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理 极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压IGBT具有可靠性高 具有可靠性高、 极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压IGBT具有可靠性高、 驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。 驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。 MV系统原理图 系统原理图。 图1为MV系统原理图。 MV系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点，其输入变压器为三绕 MV系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点 系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点， 采用AFE有源前端的 有源前端的MV变频器可用于弱电网 具有动能储备电源、 变频器可用于弱电网， 组，采用AFE有源前端的MV变频器可用于弱电网，具有动能储备电源、飞车再起动电 源和自动再起动功能。额定电机电压为2.3kV,3.3kV,4.16kV及6kV等规格。 源和自动再起动功能。额定电机电压为2.3kV,3.3kV,4.16kV及6kV等规格。 等规格

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(2)美国A-B公司 美国AA-B公司中压变频器为Bulletin1557系列，控制方式采用 公司中压变频器为Bulletin1557系列 系列， 无速度传感器直接矢量控制， 无速度传感器直接矢量控制，电机转矩可快速变化而不影 响磁通，运行效果近似直流传动装置。电路结构为交— 响磁通，运行效果近似直流传动装置。电路结构为交— 交电流源型，采用功率器件为GTO, 直—交电流源型，采用

功率器件为GTO,综合了脉宽调 制技术和电流源功率结构的优点；其谐波符合IEEE519制技术和电流源功率结构的优点；其谐波符合IEEE5191992, 1992,A-B可提供几种方案以满足谐波抑制的要求，如标 可提供几种方案以满足谐波抑制的要求， 准的12脉冲或 脉冲整流器 脉冲或18脉冲整流器， 准的12脉冲或18脉冲整流器，标准的谐波滤波器或功率 因数补偿器及PWM整流器等 整流器等。 18脉冲整流器结构的 因数补偿器及PWM整流器等。图2为18脉冲整流器结构的 Bulletin1557变频器 Bulletin1557变频器。 变频器。 A-B公司于近期推出新一代的中压变频器PowerFlex7000, 公司于近期推出新一代的中压变频器PowerFlex7000, 具有系统结构简单的特点，采用SGCT具有系统结构简单的特点，采用SGCT-对称门极换流晶闸 电流源-PWM技术 技术、 管、电流源-PWM技术、直接矢量控制技术加上其固有的 能量再生能力、制动及加减速性能好，且使用简单。 能量再生能力、制动及加减速性能好，且使用简单。

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(3)ABB公司 ABB公司ABB中压变频器为 ABB中压变频器为ACS1000系列，以IGCT为主要开关器 中压变频器为ACS1000系列 系列， IGCT为主要开关器 采用直接转矩控制(DTC)、三电平技术。IGCT是关断 件、采用直接转矩控制(DTC)、三电平技术。IGCT是关断 增益为1 GTO,为解决GTO关断过程中众多小阴极单元 增益为1的GTO,为解决GTO关断过程中众多小阴极单元 的非均匀关断和阴极电流收缩效应， GTO门极驱动器 的非均匀关断和阴极电流收缩效应，将GTO门极驱动器 GTO集成为一个组件 集成为一个组件， GTO的负门极在 的负门极在1µs内上升到 与GTO集成为一个组件，使GTO的负门极在1µs内上升到 阳极电流的幅值，这是IGCT的基本原理 的基本原理。 阳极电流的幅值，这是IGCT的基本原理。直接转矩控制 1985年后与矢量控制技术并行发展的交流调速控制技 是1985年后与矢量控制技术并行发展的交流调速控制技 DTC中 定子磁通和转矩被作为主要 …… 此处隐藏：5180字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……