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ag亚洲国际游戏app:变频器的演变过程及工作原理



简单的说,交交变频器必要应用太多元件,不好节制,而交直交应用的元件少,节制简单,以是今朝大年夜多应用交直交布局的变频器。

1、变频器的成长也同样要经历一个缓缓渐进的历程,最初的变频器并不是采纳这种交直交:交流变直流而后再变交流这种拓扑,而是直接交交,无中心直流环节。这种变频器叫交交变频器,今朝这种变频器在超大年夜功率、低速调速有利用。其输出频率范围为:0-17(1/2-1/3 输入电压频率),以是不能满意许多利用的要求,而且当时没有 IGBT,只有 SCR,以是利用范围有限。

交交变频器其事情道理是将三相工频电源颠末几组相控开关节制直接孕育发生所必要变压变频电源,其优点是效率高,能量可以方便返回电网,其最大年夜的毛病输出的最高频率必须小于输入电源频率 1/3 或 1/2,否则输出波形太差,电机孕育发生哆嗦,不能事情。故交交变频器至今局限低转速调速场合,因而大年夜大年夜限定了它的应用范围。

矩阵式变频器是一种交交直接变频器,由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中心直流环节,输出由三ag亚洲国际游戏app个电平组成,谐波含量对照小;其功率电路简单、紧凑,并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压;矩阵变换器的输入功率因数可控,可在四象限事情。

虽然矩阵变换器有很多优点,然则在其换流历程中不容许存在两个开关同时导通的或者关断的征象,实现起来对照艰苦。矩阵变换器最大年夜输出电压能力低,器件遭遇电压高也是此类变换器一个很大年夜毛病。利用在风力发电中,因为矩阵变换器的输入输出不解耦,即无论是负载照样电源侧的纰谬称都邑影响到另一侧。别的,矩阵变换器的输入端必须接滤波电容,虽然其电容的容量比交直交的中心储能电容小,但因为它们是交流电容,要遭遇开关频率的交流电流,其体积并不小。

交 - 交变频便是直接变频,少了一个环节,然则用的器件量很多,三相的必要 36 个晶闸管,节制繁杂。我们师长教ag亚洲国际游戏app师开玩笑说谁调通了 36 个管子就可以急速卒业。还有交 - 交变频只能往工频一下调节频率,一样平常调到工频的 1/3-1/2,差不多 20Hz。

2、我们把这种交流变直流而后再变交流这种变频器叫交直交变频器,分为两种,一种是交直交电压型,别的一种是交直交电流型。此中前者广泛应用,现在的通用变频器便是采纳这种拓扑。

其特征是:中心为电解电容储存供给母线电压,前级采纳二极管不控整流,简单靠得住,逆变采纳三相 PWM 调制(今朝调制算法是空间电压矢量)。因为采纳了必然容量的电解电容,以是直流母线电压稳定,此时只要节制好逆变 IGBT 的开关顺序(输出相序、频率)和占空比(输出电压大年夜小),就可以得到异常良好的节制特点。

交—直—交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电,直流中心电路对整流电路的输出进行平滑滤波,再颠末逆ag亚洲国际游戏app变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。

交直交变频器又可以分为电压型和电流型两种,因为节制措施和硬件设计等各类身分,电压型逆变器利用对照广泛。传统的电流型交直交变频器采纳自然换流的晶闸管作为功率开关,其直流侧电感对照昂贵,而且利用于双馈调速中,在过同步速时必要换流电路,在低转差频率的前提下机能也对照差,在双馈异步风力发电中利用的不多。采纳电压型交直交变频器这种整流变频装配具有布局简单、谐波含量少、定转子功率因数可调等优良特征,可以显着地改良双馈发电机的运行状态和输出电能质量,并且该布局经由过程直流母线侧电容完全实现了网侧和转子侧的分离。电压型交直交变频器的双馈发电机定子磁场定向矢ag亚洲国际游戏app量节制系统,实现了基于风机最大年夜功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦节制,是今朝变速恒频风力发电的一个代表偏向。

此外,还有一种并联的交直交逆变器拓扑布局。这种布局的主要思惟是经由过程一个交直交电流型和一个交直交电压型变频器并联,电流型逆变器作为主逆变器认真功率传输,电压型逆变器作为辅逆变器认真补偿电流型逆变ag亚洲国际游戏app器谐波。这种布局主逆变器有较低的开关频率,辅逆变器有较低的开关电流。同上面提到的交直交电压型逆变器相对照,该拓扑布局具有低开关损耗,全部系统的效率对照高。其毛病也是显而易见的,大年夜量电力电子器件的应用导致资源的上升以及加倍繁杂的节制算法,别的该种布局电压使用率对照低。

3、只管交—直—交变频用具有输出频率高、功率因数高等优点,但交—直—交变频器仍存在许多待改进的问题:

当前大年夜功率高电压电力电子器件处在成恒久,GTO 元件面临淘汰,IGBT,IGCT 尚待成熟;

采纳 IGCT(或者 GTO)、IECT 的变流器,器件故障造成纵贯短路的保护照样难题;电源侧变流器假如发生纵贯短路会造成电网短路,以是变流器必须采纳高漏抗输入变压器,一样平常要求 15%,以致高达 20%;

交—直—交变频器低频运行时过载能力减低,一样平常运行在 5Hz 以下时变频器过载能力减半;

交—直—交变频器输出 PWM 调制电压波形的电压变更率 du/dt 很高,轻易造成电机和电器的绝缘疲惫损伤;输出导线较永劫,共模反射电压会在电机侧孕育发生很高的电压,假如是两电平的变流器,这个电压的峰值是直流电压的两倍,假如是三电平的变流器,这个电压的峰值是中心一半电压的三倍;

交—直—交变频器 PWM 调制将孕育发生谐波、噪声、轴电流等问题。

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