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高壓變頻器為了節(jié)能、檢修或將一臺變頻器用于控制多臺電動機時,常使用切換線路。切換要求有三種:(1)?“冷”切換:?在變頻器停機時進行切換;(2)?單向切換:電動機只從變頻器切換到電網,
不從電網切換到變頻器。此方式多用于一臺變頻器對多臺電機的“軟”起動系統(tǒng)中;(3)?同步切換:在電動機不停止的情況下,變頻器可與電網相互切換,又稱“熱”切換。 熱切換須要使變頻器輸出電壓調整到與電網電壓同步,這對于熱切換是必須的,否則切換會造成對電動機和變頻器的沖擊,
當電機由電網供電切換到由變頻器供電時,會使變頻器因過大的電流而損壞。尤其是當變頻器的輸出電壓與電動機的反電勢成180°相位差時,過電流甚至會達到起動電流的7-8倍以上。
一般采用純電容補償方案。當然有條件的話串聯阻尼電抗器,能減小合閘涌流對電容器金屬極板的沖擊,起保護電容器,減小系統(tǒng)電壓波動第二種應用情況為:系統(tǒng)各次諧波明顯,電壓總諧波畸變率THDu>5%,對敏感設備已經造成影響,像無功補償用電容,諧波侵入,造成嚴重過載,發(fā)熱等、采取的應對措施是前段串聯電抗器,改變補償支路的阻抗特性,防止諧波的放大甚至諧振。系統(tǒng)中諧波次數、含量大小,我們可以通過測量儀表,如FLUK表,直觀顯示出來。下圖為一層寫字樓諧波測量通過大量的實地勘察,低壓系統(tǒng)諧波次數、含量主要集中在13次以內,其中3次、5次、7次、9次、11次為重。我們知道了諧波對并聯電容器的危害,對補償穩(wěn)定性的危害,就必須采取串聯電抗器的辦法那電抗器要怎么選,選多大的合適哪?看下圖2——調諧次數橫坐標為系統(tǒng)諧波次數,1為基波(頻率50Hz)、2次諧波(頻率100Hz)、
3次諧波(頻率為150Hz)…;縱坐標為單元(電容 電抗)基波與諧波下阻抗比值;曲線為各類電抗率,曲線與橫坐標的交點為P對應的調諧次數。見下表1曲線與橫坐標交點的左側,單元阻抗呈容性(capacitive),而系統(tǒng)總阻抗呈感性,所以不發(fā)生串聯或并聯諧振,也無諧波電流放大風險。抑制了三次諧波侵入電容,對三次以上諧波也一樣抑制效果。當電抗率選7%的組合單元時,坐標交點(調諧次數為3.78次),同樣分析:
可補償基波(1次)無功功率,抑制5次及以上諧波。但是3次諧波落在交點左側,在f=150Hz下單元阻抗呈容性,系統(tǒng)總阻抗呈感性,正負抵消,諧波阻抗減小,3次諧波電流增加,導致總電流增加。所以此種情況下,不能選擇7%電抗率,應選14%電抗率。
隨著輸出頻率的上升,流入濾波器的基波電流幅值按照頻率的平方關系上升,直到額定值。因此,這種變頻器運行的頻率一般不會超過額定頻率的1.1倍,否則,當頻率過高時,變頻器無法提供濾波電容所需的無功電流?! D2輸出濾波器換向式電流源型變頻器 在起動和低速時,由于輸出電壓較低,濾波電容基本上起不到換相作用,一般采取電流斷續(xù)換相法。每當逆變側晶閘管要換相時,設法使流入到逆變器的直流電流下降到零,使逆變側晶閘管暫時關斷,
然后給換向后應該導通的晶閘管加上觸發(fā)脈沖。重新恢復直流電流時,電流將根據觸發(fā)順序流入新導通的晶閘管,從而實現從一相到另一相的換相。斷流的辦法很多,其中一種方法是在直流環(huán)節(jié)設置一直流電流旁路電路,當要關斷逆變側晶閘管時,直流環(huán)節(jié)電流被此電路所旁路,而不會流過逆變側晶閘管,晶閘管自然關斷。當下一對晶閘管需要導通時,再切斷旁路電路,恢復直流電流繼續(xù)流向逆變器(圖2)。此輔助斷流電路要能承受全部直流環(huán)節(jié)電壓,并能通過全部直流電流,時間大約幾百微秒,以保證晶閘管恢復阻斷。高壓晶閘管要求較高的阻斷電壓,帶來的影響是需要較長的關斷時間,因此,輔助斷流電路需要相當的容量。當然,輔助斷流電路不是設計成為連續(xù)運行的,只是在起動和低速時工作,
使速度達到一定值,讓濾波電容能正常工作,變頻器要求能在兩種模式之間自動切換。另一種方法是電源,或讓電源側整流入逆變狀態(tài),直流環(huán)節(jié)電流迅速衰減,以達到短時間內斷流的目的。觸發(fā)新的晶閘管時再讓電源恢復。直流回路的平波電抗器對電流斷續(xù)換相是十分不利的,因此必須在電抗器兩端并聯一個續(xù)流晶閘管,當電流衰減時,觸發(fā)此晶閘管使之導通,使電抗器的能量得以釋放,以便不影響逆變器的斷流。