中压变频器的制造能力是一个国家电气制造能力的综合体现,目前国际上有十几家的中压变频其制造商,我国国内目前也有几家中压变频器的制造商。中压变频器的生产是一个综合的过程,因此无法实现标准化,所以各个厂家都有不同类型不同结构的中压变频器产品。
目前中压变频器的主要硬件和软件的组成:
Ø多DSP控制器或者专用的电力电子控制器
Ø功率元件-SCR/GTO/低压IGBT/中压IGBT/IGCT/IEGT
Ø薄膜电力电容
Ø二极管多脉冲整流或反馈可逆整流
Ø电压型或电流型变频器
Ø三电平或多电平输出
ØPWM调制和方波等输出方式
Ø水冷(也有风冷)
Ø主要控制方式(V/F控制;矢量控制;直接转矩控制)
评价中压变频器的指标主要有:
Ø成本
Ø可靠性
Ø对电网的谐波污染
Ø输入功率因数
Ø输出谐波
Ødv/dt
Ø共模电压
Ø系统效率
Ø能否四象限运行
功率器件串联二电平电流型中压变频器的主电路结构如图2所示,功率元件可采用SGCT(对称门极换流晶闸管)或者采用中压IGBT。功率为10MW以下,可采用二极管多脉冲和PWM可逆整流,输出方式为PWM输出,控制方式主要采用V/F和矢量控制。目前主要的厂家是美国的AB公司和国内的佳灵公司。功率器件串联二电平电流型中压变频器结构简单,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dv/dt会对电机的绝缘造成危害,要求提高电机的绝缘等级;且谐波成分大,需要专门设计输出滤波器。
单元串联多重化电压源中压变频器也称完美无谐输出中压变频器,其主电路结构见图3。单元串联多重化电压源中压变频器采用低压IGBT功率单元,所以技术成熟价格低,而且通过串联单元的个数适应不同的输出电压要求。输出功率可至10MW,采用V/F和矢量控制技术,PWM电压调制输出。采用多脉冲二极管输入整流。由于采用多重化输出,所以其输出波形完美,谐波小可适用任何场合的电机。
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