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ABB变频器按电压等级分类以及1140V 90KW三电平具有的功能特点

  ABB变频器按电压等级分类:⑴、高压变频器:3KV、6KV、10KV;⑵、中压变频器:660V、1140V ;⑶、低压变频器:220V、380V。目前市场是主流的电压等级是220v 单相,或是三相380v、450-500v、660v-690v、6KV、10KV。

  通常所称的高压变频器,国外通常称为中压变频器(Medium Voltage Drive)。其对应的负载动电机的电压等级一般为2.3kV-13.8kV,我国以6kV,10kV为主,还有少量的3kV等级。国外认为这个电压范围相对输电电网的高压而言,为“中压”,故习惯成为中压电机和中压变频器。国内则习惯将对应的电机称为高压电机,所以相应的变频器也通常称为高压变频器。

  ABB变频器电压等级的选择很有讲究,对我国而言,6kV、3kV和10kV甚至690V的电机在市场上都可以得到,由于变频器输出电压等级和成本的限制,便产生了直接高压输出,高-低-高方案,电机星形改三角形方案,高压电机改成低压电机等等,从而产生了一些不同的看法。

  一、目前,国内变频器产品大部分是低压380V或高压6KV,这对于我国煤矿和石油行业供电电网为1140V来说是不适应的,只有通过变压的方式来满足现有变频器的要求,这样的做法既浪费了资源又提高了成本。

  另外,当前ABB变频器采用的多是二电平技术,因此变频器逆变输出的电压(或电流)波形并不是标准的正弦波行,而是存在着很多奇数谐波。这些谐波,尤其是低次谐波对逆变器的开关器件和负载产生附加的谐波损耗,降低了逆变效率。

  1140V 90KW三电平变频器具有四大功能特点:

  1、直接采用1140V供电;

  2.采用三电平的整体设计思想,降低了变频器谐波造成的损耗及对电机绝缘的损坏;

  3.针对高温、高湿、大粉尘、强振动、强电磁等恶劣环境采取了全新的设计方案。具有先进的抗恶劣环境结构;

  4.为了降低变频器的发热量,采取了独特的控温技术。

  二、三电平变频器的发展及其应用【威纶触摸屏

  随着我国煤炭生产自动化程度的不断提高,矿用变频器在煤矿井下采、掘、运等机械设备和井上通、压、排、提等四大件的调速应用中发挥了良好的调速性能和节能降耗的作用。为此,矿用变频器在煤矿井下得到了广泛的应用,归纳起来有几个优点:1)能解决大功率电机高精度的转矩控制;2)能实现大功率电机的软起、软停和过程控制;3)多机联动时的功率平衡;4)四象限运行时的再生制动和能量回馈,节能减排;5)净化环境,安全生产;6)延长设备使用寿命。

  然而,现用的矿用变频器均采用正弦波脉宽调制,所用器件是IGBT器件,经过交-直-交变换后,变频器输出不是完全的正弦波形,而且有3次以上的谐波。通常二电平的结构为6脉波,其输入侧对电网的干扰比较大,甚至干扰煤矿井下安全生产监测监控系统。为解决这个问题,同时又能使变频调速这一新技术能在煤矿井下得到使用,我公司与日本东芝-三菱公司合作,共同研制了1140V、800KW矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置;与AB公司合作,研发了3300V、1800KW矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置。系统结构上均采用电压源型三电平矢量控制,达到12脉波方案。其中1140V、800KW变频器整流部分采用AFE有源整流,省掉了整流变压器,在电路上采用高阻接地,安全电流达到≤12mA。

  三电平变频器相对于传统的两电平而言,它可以使主开关器件的电压降低一半。由于输出多了一个电平,可以使du/dt降低一半,从而使输出电压谐波减小,电动机的温度大大降低,所有这些优点,特别适合于煤矿井下1140V以上大容量的调速系统。

  三电平变频器的整流电路标准配置为12脉波整流电路,其输入变压器为三绕阻,二次采用△和Y接法,两组二次绕组对应线电压之间的相位差为π/6,从而使整流后的电压波形具有12个脉波,有效地降低了整流器产生的谐波电流;若输出侧同时配置正弦波滤波器,则可以完全消除整流器产生的谐波。

  三电平式变频器主要优点:1) 结构简单,体积小;2) 与两电平相比,采用同样电压等级,器件可以实现2倍的电压输出;3) 降低电机的共模电压;4) 降低对电网的共模干扰;5) 能方便实现能量的双向流动,电机的四象限运行;6) 与两电平相比,输出du/dt减小一半;7) 与两电平相比,相电压输出电平数增加,输出谐波减小。

  采用的“三电平控制”,既继承了“二电平控制”的优点,又解决了原来“二电平控制”的缺点和不足。

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