交流變頻器以其穩定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術、低速大轉矩輸出、良好的動態特性、的過載能力、創新的內部函數互連功能和的靈活性,在變頻器市場占有重要地位。
交流高壓變頻器分類
交流高壓變頻器從用途上一般分為兩種,一種是通用型高壓變頻器,主要用于節能;另一種是工藝應用,即生產過程要求電機必須調速,節能起次要作用。當今中國,節能減排是基本國策,而高壓變頻器是電機傳動系統節能的zui易于實施,效果的方式,導致市場對節能型通用高壓變頻器需求提升。
這里主要對通用型高壓變頻器的選型提些參考意見。通用型高壓變頻器從拓撲結構上說,分為單元串聯多電平型、PWM電流源型、三電平型、負載換流型(LCI)幾個大類。
1.單元串聯多電平型
此種變頻器采 用多個低壓的功率單元串聯實現高壓,輸入側的降壓變壓器采用移相方式,可有效消除對電網的諧波污染,輸出側采用多電平正弦PWM技術,可適用于任何電壓的普通電機。
另外,在某個功率單元出現故障時,可自動退出系統,其余功率單元可繼續保持電機運行,減少停機時造成的損失。系統采用模塊化設計,可迅速替換故障的功率單元,用戶如果有備用的單元,則可自行維護。
這種變頻器根據用戶的電壓決定串聯單元數目的多少,可以實現任意的電壓輸出,因此對于改造項目非常適宜。單元串聯多電平型變頻器在我國市場上新售的變頻器中占絕大多數。單元串聯多電平型變頻器實現能量回饋比較復雜(每個單元都要實現),目前也有國內廠家在進行嘗試,并有樣機推出。
2.PWM電流源型
電流源型逆變部分采用SGCT直接串聯解決耐壓問題,直流部分用電抗器儲存能量,目前的技術水平可以做到7.2kV輸出電壓,適應國內大部分電壓為6kV這一現狀。電流源型變頻器輸入側采用晶閘管整流,功率因數比較低;后來開發出了雙PWM型式,用SGCT整流,解決了這個問題,并將電網側的變壓器用電抗器代替。
電流源型變頻器依據電網的相位進行整流控制,對電網的波動比較敏感;由于采用電流控制,輸出濾波器的設計比較麻煩,而兩電平變頻器的共模電壓和諧波、dv/dt問題較突出,所以對電機的要求較高。電流源型變頻器有可回饋能量的優點,在需要快速制動的場合有競爭優勢。電流源型變頻器的成本較高。
3.三電平型變頻器
三電平型變頻器采用鉗位電路,解決了兩只功率器件的串聯的問題,并使相電壓輸出具有三個電平。
三電平逆變器的主回路結構環節少,雖然為電壓源型結構, 但易于實現能量回饋。三電平變頻器在國內市場遇到的zui大難題是電壓問題,其zui大輸出電壓達不到6kV,而國內的電網大多是6kV和10kV。
4.LCI(負載換流變頻器)
這種變頻器,實際上是電流源型變頻器,采用晶閘管整流和逆變,電抗器作為儲能環節。由于晶閘管不能自關斷,因此必須依靠負載電機的反電勢,電機一般都使用同步電機。
這種變頻器一般僅適用于超大功率的電機,在國內應用較多的是大型電機的啟動,如高爐風機、燒結風機的軟啟動等;電機啟動成功以后,投入工頻電網運行,變頻器則退出運行。
選購的注意事項
用戶應首先了解各個變頻器廠家變頻器的適用性,可靠性,并根據自己工廠的現狀、工藝和負載的需要、資金能力、操作人員的水平,選擇合適的變頻器。高壓變頻器的選型應采用理性的思維,辨清基本功能和特色功能,多做比較。另外,還要充分考慮產品的配置,配置對成本的影響比較大;除變頻器以外的附加配置,不要被一些廠家誤導,造成不必要的浪費。此外,還應考慮日后的維護,有些廠家的維護費用較 高,一旦問題較多,用戶是難以承擔的。