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高壓變頻器為了節(jié)能、檢修或?qū)⒁慌_變頻器用于控制多臺電動(dòng)機(jī)時(shí),常使用切換線路。切換要求有三種:(1)?“冷”切換:?在變頻器停機(jī)時(shí)進(jìn)行切換;(2)?單向切換:電動(dòng)機(jī)只從變頻器切換到電網(wǎng),
不從電網(wǎng)切換到變頻器。此方式多用于一臺變頻器對多臺電機(jī)的“軟”起動(dòng)系統(tǒng)中;(3)?同步切換:在電動(dòng)機(jī)不停止的情況下,變頻器可與電網(wǎng)相互切換,又稱“熱”切換?!崆袚Q須要使變頻器輸出電壓調(diào)整到與電網(wǎng)電壓同步,這對于熱切換是必須的,否則切換會(huì)造成對電動(dòng)機(jī)和變頻器的沖擊,
當(dāng)電機(jī)由電網(wǎng)供電切換到由變頻器供電時(shí),會(huì)使變頻器因過大的電流而損壞。尤其是當(dāng)變頻器的輸出電壓與電動(dòng)機(jī)的反電勢成180°相位差時(shí),過電流甚至?xí)_(dá)到起動(dòng)電流的7-8倍以上。
01變頻器的兩個(gè)作用變頻器的使用有兩個(gè)主要方面:一、以滿足控制要求的調(diào)速功能使用變頻器,主要用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負(fù)載的場合的速度控制,這種情況選擇變頻器在設(shè)備的設(shè)計(jì)選型之初就進(jìn)行考慮,因?yàn)橐詫?shí)現(xiàn)控制策略為目的,所以其選型與電機(jī)配合度很高,也有可行的案例及先前的經(jīng)驗(yàn)作為參考。
二、以節(jié)能為目的的變頻器的使用,這是近幾年來越來越火的現(xiàn)象,在液體化工等行業(yè)應(yīng)用越來越廣,不僅僅是新建設(shè)備的電機(jī)控制考慮使用變頻器,在用的老舊的生產(chǎn)設(shè)備也紛紛進(jìn)行改造,目的就是節(jié)約再用電機(jī)的能耗,由于中國液體化工基數(shù)大,在用的設(shè)備大都是效率較低的低壓電機(jī)普通控制,其節(jié)能空間非常廣闊。液體化工中對于低壓電機(jī)使用變頻器,其目的是為了節(jié)能,而不是調(diào)速,因?yàn)橐后w化工電機(jī)主要控制的是加壓泵和風(fēng)機(jī),尤其是加壓泵的使用在液體化工中占用低壓電機(jī)的比例在909以上,是液體化工行業(yè)用電的部分。
液體化工所使用的機(jī)泵本身對于速度控制沒有特別要求,從工業(yè)生產(chǎn)方面看,現(xiàn)場機(jī)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與生產(chǎn)控制沒有關(guān)系,而變頻器的使用是為了調(diào)的轉(zhuǎn)速,那么轉(zhuǎn)速與節(jié)能之間有什么關(guān)系呢?這應(yīng)用到變頻器的一種控制方式,U/F=常數(shù)的比例控制,從能源的方面看,這種控制方式使電機(jī)的電壓隨著頻率的降低而降低,從而使電機(jī)的功率變小,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
由于逆變電路采用IGCT作為功率器件,而IGCT本身不象IGBT那樣存在過電流退飽和效應(yīng),可以通過檢測集電極電壓上升來進(jìn)行短路檢測,并通過門極關(guān)斷進(jìn)行保護(hù),所以必須通過霍爾電流傳感器,檢測到過電流,然后通過串聯(lián)在上下直流母線的二個(gè)保護(hù)用IGCT進(jìn)行關(guān)斷。由于直流環(huán)節(jié)存在共模電抗器和di/dt限制電抗器,導(dǎo)致整流橋輸出和濾波電容之間存在較大阻抗,這樣電網(wǎng)的浪涌電壓要通過整流橋形成浪涌電流,再通過濾波電容吸收的效果大大降低,為了保護(hù)整流二極管免受浪涌電壓的影響,
在整流橋輸出并聯(lián)了阻容吸收電路。箝位二極管保證了橋臂中外側(cè)的兩個(gè)IGCT承受的電壓不會(huì)超過一半的直流母線電壓,確切地說,應(yīng)該是對應(yīng)側(cè)濾波電容的電壓,所以外側(cè)的兩個(gè)IGCT不存在過壓問題。內(nèi)側(cè)的兩個(gè)器件仍要并聯(lián)電阻,以防止產(chǎn)生過壓。因?yàn)樵谕瑐?cè)二個(gè)器件同時(shí)處于阻斷狀態(tài)時(shí),內(nèi)側(cè)的器件承受的電壓可能超過一半的直流母線電壓,具體電壓取決于同側(cè)二個(gè)器件的漏電流匹配關(guān)系?! ∪绻患虞敵鰹V波器,三電平變頻器輸出時(shí)電機(jī)電流總諧波失真可以達(dá)到17左右,會(huì)引起電機(jī)諧波發(fā)熱,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。輸出電壓跳變臺階為一半直流母線電壓,
dv/dt也較大,會(huì)影響電機(jī)絕緣,所以一般需配特殊電機(jī)。若要使用普通電機(jī),必須附加輸出濾波器。輸出濾波器有dv/dt濾波器和正弦波濾波器二種,dv/dt濾波器容量較小,只對電壓變化率起抑制作用,使電機(jī)絕緣不受dv/dt的影響,對電機(jī)運(yùn)行動(dòng)態(tài)性能的影響較小,如果系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能要求較高時(shí),適合采用,而且成本較低。