1 导言
跟着变频调速技能的开展,作为大容量传动的高压变频调速技能得到了广泛应用。高压电动机运用高压变频器能够完成无级调速,既可满意生产工艺进程对电动机调速操控的要求,又可节约能源,下降生产成本[1]。自1994年美国罗宾康公司推出第一代完美无谐波高压变频器以来,因为其功能好、可靠性高、修理简略等长处,在欧美、日本、我国等商场一向处于领先地位,完美无谐波高压变频器较之一般高压变频器,不管从变频器操控功能、可靠性确保、制作工艺等方面都提高了很大的一个层次[1]。可是,到目前为止,这种完美高压变频器的功率单元的整流部分选用单向二极管串联,逆变器部分输出选用多电平移相式pwm技能,每个功率单元脉冲操控都是选用pwm操控,逆变器的操控脉冲波形,由参阅正弦波和三角波比较发生。为了进一步改善高压变频器的节能与下降电网污染及电磁搅扰等现象,本文论述了一种新式功率单元,即非pwm功率单元。非pwm并非真的不是pwm原理,仅仅把用于发生脉冲波形的三角载波,换成了频率不变,幅值改变的矩形波。为了引出新式功率单元,咱们先从简略地对一般完美无谐波高压变频器进行介绍下手。
2 完美无谐波高压变频器原理
完美无谐波高压变频器选用若干个变频功率单元串联的方法完成直接高压输出。该变频器具有对电网谐波污染小,输入功率因数高,输出波形质量好,不存在谐波引起的电机附加发热、转矩脉动、噪音、dv/dt及共模电压等问题的特性,不用加输出滤波器,就能够运用一般的异步电机,包含国产电机。
2.1 功率单元串联多电平结构
如图1所示,变频器共有15个功率单元,从a1~a5、b1~b5、c1~c5。每个功率单元输出电压为690v,功率单元自身结构完全相同[2]。6kv或10kv 电网电压通过副边多重化的阻隔变压器给功率单元供电,功率单元为三相输入、单相输出的交-直-交pwm
电压源型逆变器结构,完成变压变频的高压直接输出,供应高压电动机。以6kv输出电压等级为例,每相由5个额外电压为690v的功率单元串联而成,输出相电压达3450v,线电压达6kv左右,每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电,功率单元之间及变压器二次绕组之间彼此绝缘。二次绕组选用延边三角形接法,完成多重化,以到达下降输入谐波电流的意图[2]。关于6kv电压等级的变频器,便是36脉冲的整流电路结构,输入电流波形挨近正弦波。因为输入电流谐波失真很低,变频器输入的功率因数可到达0.95以上。
2.2 传统pwm功率单元
传统的pwm功率单元电路结构如图2所示。