四象限高压变频器论文:高压变频器功率单元PWM整流器研究

四象限高压变频器论文:高压变频器功率单元PWM整流器研究
四象限高压变频器论文:高压变频器功率单元PWM整流器研究

四象限高压变频器论文:高压变频器功率单元PWM整流器研究

【中文摘要】随着电力电子技术和交流变频调速技术的不断发展,变频器越来越广得运用于社会生产和生活的各个方面。在大功率场合,网侧电流谐波小,而且能量能双向流动的四象限高压变频器得到了广泛的应用。四象限高压变频器的这些优点主要是通过其功率单元的PWM整流器实现的。因此研究功率单元的PWM整流器具有重要的现实意义。本文首先介绍了PWM整流器的控制策略的研究现状,通过对其工作原理的分析,详细推导了三相电压型PWM整流器在各个模式下的数学模型;同时论述了在同步旋转坐标系下PWM整流器空间电压矢量控制系统的设计过程;并利用MATLAB动态仿真软件Simulink进行了仿真实验,以验证理论分析设计的正确性。然后对三相电压型PWM整流器的主电路参数包括交流侧电感参数、直流侧电容参数和功率开关器件的选择进行了详细的说明,利用DSP芯片TMS320F2812进行了控制系统软件的设计,并对其主程序和初始化子程序和控制子程序进行详细说明。最后通过在焦作华飞电子电器股份有限公司GBP-H-06-125高压变频器功率单元及整机上进行实验并得到比较理想的实验结果,验证了所设计控制系统的硬件及软件的正确性和有效性。

【英文摘要】With the development of power electronics and AC frequency control technology, frequency converter at the moment is more and more widely used in the social production

and all aspects of life. In high power application,

four-quadrant frequency converter which has fewer harmonic current in grid-side and by which the power can flow in two directions is widely used. Grid-side converter plays a key role in four-quadrant frequency converter. So the research on control strategy of grid-side converter is meaningful...

【关键词】四象限高压变频器功率单元电压型PWM整流器(VSR) 旋转坐标系空间电压矢量控制

【英文关键词】Four-quadrant frequency converter power units Voltage source PWM rectifier (VSR) rotary coordinate system space voltage vector control

【目录】高压变频器功率单元PWM整流器研究致谢

4-5摘要5-6Abstract6目录7-9 1 绪

论9-19 1.1 课题研究背景及意义9-11 1.2 PWM 整流

器研究现状11-16 1.2.1 高压变频器简介11-13 1.2.2 PWM 整流器13-14 1.2.3 PWM 整流器控制策略研究现状

14-16 1.3 本文研究的主要内容16-17 1.4 本章小结

17-19 2 PWM 整流器工作原理及数学模型19-29 2.1 PWM 整流器工作原理19-21 2.2 三相电压型PWM 整流器数学

模型21-27 2.2.1 三相VSR 开关函数数学模型

21-23 2.2.2 两相静止坐标系下的三相VSR 数学模型

23-25 2.2.3 两相旋转坐标系下的三相VSR 数学模型

25-27 2.3 本章小结27-29 3 三相电压型PWM 整流器控制方案设计29-45 3.1 电压电流双闭环无差控制系统设计31-39 3.1.1 电流内环的设计31-37 3.1.2 电压外环的设计37-39 3.2 控制系统的仿真模型和仿真结果

39-44 3.3 本章小结44-45 4 三相电压型PWM 整流器控制系统的设计45-61 4.1 主电路参数设计

45-52 4.1.1 交流侧电感参数设计45-49 4.1.2 直流侧电容参数设计49-51 4.1.3 直流侧输出电压的设计

51-52 4.2 PWM 整流器硬件电路设计52-56 4.2.1 功率开关器件的选择52-53 4.2.2 控制电路设计

53-56 4.3 PWM 整流器控制系统软件设计56-59 4.3.1 主程序流程57-58 4.3.2 初始化子程序流程58 4.3.3 控制子程序流程58-59 4.4 本章小结59-61 5 实验研究及结果分析61-71 5.1 实验结果与分析61-69 5.2 本章小结69-71 6 结论71-73 6.1 所做工作

71 6.2 工作展望71-73参考文献73-76作者简历76-77一、基本情况76二、研究项目76-77

学位论文数据集77

变频器毕业论文

摘要 近年来,随着工业自动化产业的高速发展,变频器的应用日益广泛。为此,只有充分掌握变频器的技术特性,才能拥有将变频器用应到工程实践中的理论基础,确保采用变频器的电气传动系统具有高性能比、最简单的外围电路及最佳的性能指标。变频器故障分析与诊断是维护变频器所必需的实际操作技能,也是变频器安全稳定运行的前提。本文在查阅大量变频器相关资料的基础上,对变频器故障产生的因素进行详细分析。主要的分析结果如下:引发变频器故障的外部因素主要是由于使用方法不正确或安装环境不合理,故容易引发变频器的误动作或发生故障。引发变频器故障的内部因素是由于变频器内部电器元件的性能和控制电路的功能决定的。经过上述分析可以更轻松准确地排除故障以及日常的维护保养。 关键字:变频器故障变频器维护

目录 摘要 (3) 一、绪论 (5) 二、变频器的故障分析及处理 (6) (一)、外部因素 (6) (二)、本身因素 (8) (三)、常见故障分析及处理 (8) 三、变频器的日常维护保养 (9) 四、结论 (10) 五、参考文献 (10)

一、绪论 21世纪,交流电动机变频传动是工业生产、日常生活等所依赖的基本技术之一,其重要性随着社会和生产力的发展变得越来越突出。 变频器可与三相交流电机、减速机构(视需要)构成完整的传动系统。在现代工业传动应用中,这种“一站式”驱动解决方案具有明显的优势。这种理念正如德国伦茨公司所提出:“上至电网,下至输出轴的传动。”这种传动系统的中心就是变频器。变频传动在控制性能、调速性能、效率以及维护方面性能优良,因此变频技术已成为现代传动控制技术必不可少的重要手段。 有人曾经这样描述:“变频器+异步电动机=高性能传动系统。”使用时只要将变频器的输入接入电源,变频器的输出与电动机相连就可以了,比起变频器内部的复杂程度,使用实在是方便了。变频器在设计时尽可能地为用户提供了众多的功能,以满足不同应用场合下使用;早先变频传动的对象绝大部分是鼠笼型异步电动机,这种鼠笼结构转子的交流电动机,在所有电动机中,结构简单、坚固耐用、易于维护和价格便宜,正是因为这一系列的优点,给变频器带来了巨大的市场。 实际上,在1889年三相交流异步电动机诞生之日时,人们就知道只要改变交流电动机定子的电源频率,就能改变其转子的旋转速度,但真正“变频”的愿望几乎是在一个世纪之后,即计算机技术、电力电子技术和功率变换技术高度发展的今天才得以实现。当然,现代变频器所驱动的对象已经不仅仅是异步电动机,它还包括同步电动机、伺服电动机。 变频器大的广泛使用是世界生产力高度发展的必然,机身产过程和理化、实现高作业效率和高产品品质的需要。在现代工业中,交流传动以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,采用变频器控制的电机系统,有着节能效果显着、调节控制方便、维护简单、可网络化集中、远程控制、可与plc组成自动化控制系统等优点。变频器的这些特点使其在电力电子系统、工业自动控制等领域的应用广泛。市场上不同型号规格变频器的安装、接线、调试各有特点,但主要方法及注意事项基本一致、但使用变频器时,一旦发生故障,工矿企业的普通运行人员就很难处理。变频器故障的产生可能是产品质量问题、运行问题、应用方式问题,也可能是变频器参数设置问题。

高压变频器简介

高压变频器 基本信息 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用的领域和范围也越来越为广范,这使得高效、合理地利用能源(尤其是电能成为了可能。电机是国民经济中主要的耗电大户,高压大功率的更为突出,而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压大功率变频调速技术,,将是时代赋予我们的一项神圣使命,而这一使命也将具有深远的意义。 高压大功率变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。 分类与结构 高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型和电压型变频器;按着有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。 分类 低压型变频器 产品定义电压等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置,就归类为低压变频器(如下图。目前,随着低压变频器技术的不断成熟,低压变频的应用场合决定了它不同的分类。单

从技术角度来看,低压变频器的控制方式也在一定程度上表明了它的技术流派。 正弦脉宽调制(SPWM其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特 性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到 广泛应用。 电压空间矢量(SVPWM它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近 电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多 边形逼近圆的方式进行控制的。 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、 Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再 通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、 It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。 直接转矩控制(DTC方式该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。

罗宾康高压变频器介绍

我主要写的是应用场合及功能介绍 罗宾康高压变频器介绍 一、产品介绍 1、罗宾康系列变频调速系统特点 1.1高效率、无污染、高功率因数 第宾康系列高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案,采用了多绕组高压 移相变压器,二次侧绕组中流过的电流,在变压器一次侧叠加时,形成非常逼近正弦波的电流波形。经 过实际测试,50Hz运行时,网侧电流谐波<2 %,电机侧输岀电压谐波 <1.5 % (即使在40Hz时,仍然<2 % ),成套装置的效率>97 %,功率因数>0.96。完全满足了 IEEE519 —1992对电压、电流谐波含量的要求; *通过采用自主开发的专用PWM空制方法,比同类的其它方法可进一步降低输岀电压 谐波1?2% 。1.2先进的故障单元旁路运行(专业核心技术) *为了提高系统的可靠性,整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压裕量,并在各功率单元中增加了旁路电路。当某个功率单元岀现故障时,可以自动监测故障并启动旁路电路,使得该单元不再投入运行,同时程序会自动进行运算,调整算法,使得输出的三个线电压仍然完全对称,电机的运行不受任何影响; *以6kV高压变频调速系统为例,每相有6个单元时,预置好参数,当某一相中有2 个功率单元岀现故障时,故障单元将自动旁路,系统仍然可以满负荷运行;即使某一相中所有6个单元 故障,全部被旁路,系统输岀容量仍可高达额定容量的57.7 %。这种控 制方法处于国际先进,国内领先水平,将大大提高系统的可靠性。 .3高性能的控制技术 *罗宾康系列高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术,可以实现恒转矩快速动态响应,并且具有加、减速自适应功能,即可根据运行工控参数的实际情况,自动调整加、减速时间,在不超过最大允许电流的情况下,快速达到设定频率或转速。同时,系统可以自动识别电机转速,用户可以不考虑电机目前的运行状态,电机不需要停止运行时,可直接实现电机的启动、加速、减速或停止操作; *罗宾康系列高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。 1.4高可靠性 *控制电源可实现外部220V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换,同时配置了UPS即使两路电 源都岀现故障时,控制系统仍然可以工作足够长的时间,控制整个系统安全停机,发岀报警,并记录故障时的所有状态参数; *高压主电路与低压控制电路采用光纤传输,安全隔离,使得系统抗干扰能力强; ?当单元故障数目超过设定值,系统可自动切换到工频运行(自动旁路柜); ?移相变压器有完善的温度监控功能;

四象限西门子_ABB变频器说明书

目录 第一章产品基本信息介绍 (03) 第二章设计原则及依据 (05) 第三章电控系统技术说明 (07) 第四章变频器参数设定 (16) 第五章操作流程 (18) 第六章故障和报警 (19) 第七章元件清单 (22) 第八章原理接线图 (23)

第一章产品基本信息介绍1.1概述 BPJ7系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器是一种集真空磁力起动器、数字式变频调速装置及相关的散热技术为一体的高新技术产品。该产品适用于交流50Hz、额定电压660V的异步电动机重负荷软起动、软停车和运行过程控制,具有起动电流小、起动速度平稳、起动性能可靠、对电网冲击小等优点,其起动曲线有“S”型和线性二种。该曲线可根据现场实际工况进行调整,从而减少起动时对设备的动张力。此外,变频器具有在线控制功能,可根据电机的负荷变化,调整电机工作电源电压和频率,从而达到所需转矩。具有明显的节能效应,可实现经济运行。随着煤矿自动化程度的不断提高,变频器正以其节能、高效、安全、可靠的特点,逐渐成为今后煤矿电机设备调速控制的发展方向,并得以广泛的应用。 本产品主要用于煤矿井下或露天矿山、港口码头、选煤厂、发电厂等大负荷恶劣环境中运输设备的软起动、软停车和运行过程控制,即用于煤矿井下绞车提升机、刮板运输机、给煤机、风机、局扇、水泵及油泵等设备的调速控制。 1.2产品型号 主要规格参数: a)输入电压: AC660V,50/60Hz,75%Ue~110% Ue,电网不平衡度:最大为电网线电压的±3%。 b)输出电压:电压随频率呈线性变化。 c)额定功率:15~315kW,功率因素:0.97(额定负载下);频率分辨率:0.01Hz。 d)额定电流:660VAC,18~377A;额定过载电流:150%额定电流1min。 e)起动频率:0.5~60Hz 可调设定,频率分辨率:0.01Hz。 f)工作制:连续工作制或短期工作制。 g)本安电源:输入电压127V,本安输出最高开路电压:24.2VDC;本安输出最大电流:0.5A; h)冷却方式:热管风冷却。 1.3型式 防爆型式:隔爆兼本质安全型Exd[ib]I。 控制型式:恒转矩型、变转矩型、四象限矢量控制型。

最新变频器节电率的计算整理

几种典型负载的节电率计算方法 (1)各种风机、泵类因为P∝n的三次方,节电效果显著,应首先应用变频器,具体值见表1。表1 应用变频器节电效果 计算时可用

式中P%——实际消耗功率百分值; s——实际转速百分值; K——系数,K=0.0001。 节电率N%=1-P% 举例,转速n为90%时,相应频率值为45Hz,则P%=0.0001×(90)3=73%。所以N%=1 -73%=27%。一般风机、泵类节电率在30%以上。 (2)空压机、挤出机、搅拌机因为P∝n,所以节电率与允许减速范围成正比,N%=n%。 (3)波动负载如破碎机、粉碎机、冲床、落料机、剪切机等9这种负载具有周期波动性,且波动功率较大,控制方式以闭环为好,相对节电率也大些,功率波动负载如图所示。

(4)阶梯负载如间歇工作有储气罐的空压机、定容积水箱、水池、水塔等,工作时间t1是满负载PH,一定压力后自动卸载,电动机空载Po时间为t1,采用降速降流量,用适当延长工作时间t1、缩短空载时间t2的方法来实现节电。经实际运行,约有15%~20%的节电率。而且t2

(5)间歇负载如高位水箱、水池、水塔等。工作时间t1为满负载,不工作时间为t2,且t2≥t1,现采用降速降流量,延长工作时间t1,缩短不工作时间t2,这样改变后节电效果也明显,约有20%~30%的节电率。间歇工作负载的功率变化情况(Po=0)如图所示。

(6)人为的负载转移来实现节电这种情况往往发生在中央空调系统的冷却泵、冷冻泵或其他同类地方。平常开一台泵,电动机 处于满负载或超负载,而且压力、流量也无富余度,使用变频器后没办法实现节电。但各用泵较多,一般是1:1(五星级宾馆大都如此),这时只有采用人为的负载转移方法来实现节电,见表2。

变频器毕业论文-

许昌职业技术学院毕业论文 题目变频器的概述与应用及其常见问题的处理学生王亚楠 学号 0902101719 专业班级机电一体化七班 系院名称许昌职业技术学院机电工程系 指导教师苏江涛 二○一一年十二月十二日

变频器的概述与应用及其常见问题的处理 摘要:变频器在交流拖动系统应用中呈现优良的控制性,可以实现软起动和无级调速,进行加减速控制,使电动机获得高性能,而且具有显著的节能效果。所以应用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量,从而利于实现生产过程的自动化。因此变频器近年来在工业生产各环节得到了广泛的应用。但变频器在实际应用和维护检修中也暴露出一些问题需要引起重视。 关键词:变频器的概念,节能,参数设定,故障排除,模块检测,维护保养 一、变频器的概念及组成 1、变频器的概念 (frequency changer / frequency converter)是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外,它还具有改变交流电电压的辅助功能。过去,变频器一般被包含在电动发电机、旋转转换器等电气设备中。随着半导体电子设备的出现,人们已经可以生产完全独立的变频器。 2、变频器主要是由主电路、控制电路组成。 1、)主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。 (1)整流器:最近大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。(2)平波回路:在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。(3)逆变器:同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确

高压变频器

高压变频器(不介绍单象限内容) 产品介绍:GBP系列高压变频调速装置是焦作华飞电子电器股份有限公司应用现代电力电子技术、电力拖动技术及计算机控制技术等科研成果,结合市场需求,全自主研发设计的新一代高效节能变频装置。其设计采用了先进的串联叠波技术、单相桥式逆变技术、光纤传送技术、工频回馈技术、低电感母排技术等等,实现了完美的输入、输出特性,对外部电网和负载电机无污染、无绝缘损害,具备高效、可靠、节能的特点,是业界独特优秀的“绿色变频”装置。 应用范围:GBP系列高压变频器主要应用在工业领域,其中在冶金、煤炭、石油、化工、发电、热力、供水等行业有着广泛的应用。 使用环境:室内无腐蚀、爆炸性气体;最高环境温度为40℃时,空气中相对湿度不超过50%;温度为20℃时,空气中相对湿度不超过95%;防护等级:IP20;海拔1000米以下(超1000米需降容使用)。 原理及构成:GBP系列高压变频器是一种串联叠加型交-直-交直接高压输出变频器,即采用多台H桥逆变器串联连接,输出多电平、可变频变压的高压交流电。变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。 独特优势: 1、高质量电源输入:输入侧隔离变压器的二次线圈经过移相,为功率单元提供电源, 消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流,大大抑制了网侧谐波(尤其是低 次谐波)的产生。高压变频器引起的电网谐波电压和谐波电流,符合标准IEEE Std 519-1992,以及GB/T 14549-93对谐波含量的要求,能保护其他设备免受谐波干扰,同时能防止与其他调速装置发生串扰。 2、几近完美的正弦波输出电压:GBP系列高压变频器采用功率单元串联、脉宽调制叠

变频器功率单元损坏事件分析报告

#1机凝结水泵变频器功率单元损坏事件分析报告 一、事件经过 XXXX年XX月XX日#1机凝结水泵变频器报故障,凝结水泵1B由工频备用切换为运行状态,运行人员立即通知当日值班人员进行检查,并将凝结水泵1A切换为工频备用,将凝结水泵变频器隔离。设备部电气二次专业立即办理电气一种工作票,在运行人员完成安全措施后,进行变频器的检查。在测量功率单元输出侧阻值时发现,功率单元U4,U5,V5这三个单元的正反测量阻值与其他单元的阻值相差巨大。随后打开后柜门检查发现对应的三个模块阻容吸收回路的铝板烧断和变形,如下图所示: U4单元U5单元

V5单元烧断后掉落铝板 联系厂家到厂对其他12个模块进行了进一步的检查,其他模块的测量参数正常。目前损坏的单元需要返厂维修,华北院联系厂家尽快排产功率单元,持续跟踪功率单元到厂时间。 二、原因分析 1、模块IGBT烧坏的主要原因是由于变频器散热效果不好,单元测温设计的测温点无法准确的测量出IGBT模块的最高温度,控制系统无法可靠保护IGBT模块。 2、功率模块的铝板没有设计绝缘护套,而且铝板间的绝缘间距较小,如果积灰严重,积灰中的导电粉尘含量较大时会导致绝缘间距变小,正负铝板相当短路放电,大电流冲击导致铝板变形熔断。 三、防范措施 1、由于该类型变频器对于环境要求较高,厂家强烈建议将目前的风道散热方式,改为在室内加装三台10匹(7500W)空调,并将风道和进风窗户进行封堵。可以最大限度的保证粉尘尽可能少的进入变频器内部,也可以较小后期维护量,极大的降低变频器故障率。

2、做好定期工作,每周对凝结水泵变频器的滤网进行更换清洗。每月对进风窗户上的滤网进行清理,并保证室内环境干燥清洁。 3、采购充足数量的备件,在变频器发生故障且明确故障点后可以及时进行更换,保证系统快速恢复运行。

四象限变频器技术介绍

四象限变频器技术介绍 关键字:变频器四象限变频器能量回馈电流谐波 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 四象限变频器一方面可以实现能量的双向流动,另一方面在大功率运行的时候,对电网的污染小。本文简单介绍了四象限变频器的工作原理及控制方法,并从实际应用的角度,给出四象限变频器各个部分的构成及作用。 1、引言 在上个世纪八十年代末,交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点,这使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。 普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流,然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。这种变频器只能工作在电动状态,所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥,无法实现能量的双向流动,所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中,比如电梯,提升,离心机系统,只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。将电动机回馈的能量消耗掉。另外,在一些大功率的应用中,二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。

IGBT功率模块可以实现能量的双向流动,如果采用IGBT做整流桥,用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数,消除对电网的谐波污染,让变频器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网,达到彻底的节能效果。 加能公司自2003年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V, 660V两个系列各种功率等级的成熟的产品和技术,并广泛应用于起重、煤矿和油田领域。 2、四象限变频器的工作原理 2.1 四象限变频器的电路原理图如图1所示。 图1 四象限变频器的电路原理图 2.2 工作原理 当电机工作在电动状态的时候,整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流

高压变频器原理

1 高压变频器中,什么是高高方式?什么是高-低-高方式? 答:高高方式高压变频器是指变频器直接使用高压电源作为输入,且直接输出高压供高压电机使用(输入输出不需要升降压变压器)。高高方式主要用在大功率高压电机变频调速节能场合。 高低高方式变频器是高压电源经降压变压器降压后,用低压变频器进行变频控制,再用升压变压器把电压升到所需电压,供高压电机使用,高低高方式主要用在小功率高压电机变频调速节能场合。 2 高压变频器中,什么是交-直-交方式?什么是交-交方式? 答:无论是电流源型还是电压源型变频器,其原理都是将电网交流电经全波整流电路整流成直流电。然后又经逆变电路“逆变”成频率和电压均可调的三相交流电作为三相异步电动机的变频电源。可见,在变频器的输入和输出之间,经历了“交流原直流原交流”的过程,故称为“交原直原交”变频。 如图1 所示,交原交方式变频器主要分为晶闸管交原交变频器和矩阵式变换器两种,其特征是将交流电源不经过整流环节,而是直接通过控制开关器件的导通和关断来获取频率可变的交流电压,中间没有直流环节,所以成为交原交方式。 3 什么是电压源型变频器?什么是电流源型变频器?各有哪些优缺点? 答:根据直流电路中滤波方式的不同,变频器被分为电压源型和电流源型两种,如图2 所示。 1)电压源型变频器直流电路采用电容器滤波。在波峰(电压较高)时,由电容器储存电能场,在波谷(电压较低)时,电容器将释放电场能来进行补充,从而使直流电压保持平稳。直流电路是一个电压源,故称为电压源型。其特点是: (1)直流侧并联大电容,相当于电压源。直流电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。 (2)由于直流电压源的箝位作用,交流侧输出的电压波形为矩形波,并且与阻抗角无关。而交流侧输出的电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

变频器功率单元基本原理及常见故障分

功率单元基本原理及常见故障分析 第一部分 功率单元基础知识及基本原理 一、功率单元基础知识 1.什么是功率单元 功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。 功率单元是构成高压变频器主回路的主要部分。 2.我公司功率单元的型号定义 PC ××× 罗马数字: IGBT 的额定电流值 功率单元(英文Power Cell 的简写 ) 例如:PC100表示配置IGBT 额定电流为100A 的功率单元。 3. 功率单元上主要电力电子器件简介 1)整流桥 其作用是整流(将交流变成直流)。我公司使用的整流桥内部封装形式有以下两种,图1所示的封装内部有6只整流二极管,用在功率单元的三相输入端;图2所示的封装内部有2只整流二极管,用在功率单元的三相输入端以及旁通回路中。 目前我公司使用的整流桥品牌有: Semikron 、Eupec ; 使用的整流桥电压等级有:1400V 、1800V ; 例如:SKD62/18、SKKD260/14。 2)可控硅 图2 封装2只整流二极管的整流桥模块 图1 封装6只整流二极管的整流桥模块

可控硅使用在充电电路和旁通回路上,均起“开关”作用。我公司使用的可控硅内部封装形式如图3所示: 目前我公司使用的可控硅品牌有:Semikron ; 使用的可控硅电压等级有:1400V 、1800V ; 例如:SKKH57/18E 、SKKT210/14E 。 3)电解电容 其作用是对整流桥整流后的直流进行滤波。 目前我公司使用的电解电容品牌有:NICHICON (日本)、BHC (英国)、CDE (美国)。 使用的电压等级有: 400V 。 使用的容量有3300uF 、6800uF 、10000uF 。 4) IGBT 其作用是逆变(将直流变为交流)。我公司目前使用的IGBT 大部分为“双管”(内部封装了两组IGBT 模块),内部封装示意图如图4所示: 目前我公司使用的IGBT 品牌有:Eupec 、Semikron ; 使用的IGBT 电压等级有:1200V 、1700V ; 使用的IGBT 电流等级有:75A 、100A 、150A 、200A 、300A 、400A 等; 例如:BSM100GB170DLC 、FF400R12KE3。 二、功率单元拓扑结构 1.主回路拓扑结构 如图5所示。 图4 IGBT 模块封装示意图 图3 可控硅模块

变频器节能效率计算

概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要,按照流量、杨程等调节电动机的转速,从而改变电动机的输出转矩和输出功率,以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: 式中:n-电动机转速,r/min; f-电源频率,Hz; p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数,控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%,变频调速是一种高效率、高效能的调速方式,使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转,实现无极平滑调速。 1.1变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频,即电网的频率,在我国为50Hz。电机定子绕组内部感应电动势为 式中-定子绕组感应电动势,V; -气隙磁通,Wb; -定子每相绕组匝数; -基波绕组系数。

在变频调速时,如果只降低定子频率,而定子每相电压保持不变,则必然会造成增大。由于电机制造时,为提高效率减少损耗,通常在,时,电动机主磁路接近饱和,增大势必使主磁路过饱和,将导致励磁电流急剧增大,铁损增加,功率因素降低。 若在降低频率的同时降低电压使保持不变则可保持不变从而避免了 主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 π 式中-电动机转矩,N.m; —电源极对数; —磁极对数; —转差率; —转子电阻; —转子电抗; 由于转差率较小,则有 其中 由此可知:若频率保持不变则;若转矩不变则; 电动机临界转差率其中 电动机最大转矩=常数 最大转速降=常数 由此可知:保持常数,最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数, 与频率无关。因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的,硬度相同。

高压大功率变频器应用研究论文

高压大功率变频器应用研究论文 引言 山东风光电子有限公司是在多年研制中低压变频器的基础上,综合了国内外高压大功率变频器的多种方案的优缺点,采用最优方案研制成功的,并于2002年12月通过了省级科技成果及产品鉴定,成为国内生产高压大功率变频器的为数较少的几个企业之一。 2国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点 目前,国内生产的高压大功率变频器中,以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。而其他的采用高-低-高方案的,由于输出升压变压器技术难度高,成本高,占地面积大,都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。 而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案,目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案,而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。这2种方案比较,各有优缺点,主要表现在: (1)器件 采用CSML方式,器件数量较多,但都是低压器件,不但价格低,而且易购置,更换方便。低压器件的技术也较成熟。而NPC方案,采用器件少,但成本高,且购置困难,维修不方便。 (2)均压问题(包括静态均压和动态均压) 均压是影响高压变频器的重要因素。采用NPC方式,当输出电压较高时(如6kV),单用单个器件不能满足耐压要求,必须采用器件直接串联,这必然带来均压问题,失去三电平结构在均压方面的优势,系统的可靠性也将受到影响。而采用CSML方案则不存在均压问题。唯一存在的是当变频器处于快速制动时,电动机处于发电制动状态,导致单元内直流母线电压上升,各单元的直流母线电压上升程度可能存在差异,通过检测功率单元直流母线电压,当任何单元的直流母线电压超过某一阈值时,自动延长减速时间,以防止直流母线电压上升,即所谓的过压失速防止功能。这种技术在低压变频器中被广泛采用,非常成功。

四象限矢量变频器的能量回馈制动原理

采用了电流追踪型PWM整流器组成方式,这样就容易实现功率的双向流动,且具有很快的动态响应速度,同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换,且效率可高达97%,经济效益较大,热损耗为能耗制动的1%,同时不污染电网。所以,回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合,电动机的功率也较大,这样节电效果明显,按运行的工况条件不同,平均约有20%的节电效果。 四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点 (1)可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。 (2)回馈效率高,可达97%,热损小,仅为能耗的1%。 (3)功率因数约等于1. (4)谐波电流较小,对电网的污染很小,具有绿色环保的特点。 (5)节省投资,易于控制电源侧的谐波和无功分量。 (6)在多电机传动中,每一单机的再生能量可以得到充分利用。 (7)具有较大的节电效果(与电动机的功率大小及运行工况有关) (8)当车间由共用直流母线为多台设备供电时,回馈制动的能量可直接返回直流母线,供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量,甚至可以不用回馈逆变器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/b14908333.html,/

变频器相关论文变频器应用论文

变频器相关论文变频器应用论文 AC60-400KVA三相变频净化电源在南美钻井工程中的应用摘要:在南美厄瓜多尔钻井市场,目前几乎是国内钻井公司在提供石油钻井服务。AC60-400kVA三相变频净化电源可以实现国内钻机50Hz电制和当地60Hz电制的平稳转换,适应南美钻井市场的需求。其具有投入费用低,安装简单,运行稳定,不受井场空间限制,适应环境能力强等特点,特别适用于南美60Hz电制国家钻井工程服务的需求。 关键词:AC60-400kVA三相变频净化电源;钻井工程;应用 随着油田钻井市场的不断扩大,石油钻井服务逐步走向更多的国家。地区的差异,带来了对钻机设备不同的需求。南美钻井市场地处亚马逊平原上游热带雨林,环保要求很高,聘请当地泥浆处理公司及其固控设备是最安全经济的选择,同时也成为当地钻井施工一贯的模式。当地泥浆处理公司服务需要自带处理设备,一般负荷都在250 kW 左右。工程合同上都要求钻井承包商提供电力。南美地区是美国电制,工业用266 V/460 V电,60 Hz,当地公司的设备都使用这一电制。国内过来的钻井装备固定模式确是220 V/380 V 50 Hz的电制,无法满足当地固控设备的需求。原有的工程模式是购买(或者租用)一台600 kW当地电制的发电机组,专门为固控设备供电。这样虽然简单却使用维护成本不菲,并且钻机发电机组的电力充裕却无法使用造成严重浪费。AC60-400 kVA三相变频净化电源可以使钻机发电机组220 V/380 V 50 Hz的电力转换成266 V/460 V 60 Hz电源供设备使

用,满足当地设备负荷要求,运行稳定可靠,一次性成本投入,维护费用低,可有效解决当地泥浆处理设备使用的问题。 1AC60-400 kVA三相变频净化电源简介 变频电源的主要功用是将现有的交流电网电流变换成所需频率的稳定的纯净的正弦波电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真),变频电源十分接近于理想交流电源。三相市交流电经过AC-DC-AC变换的双逆变电源,称为三相变频电源。AC60-400 kVA三相变频净化电源就是专门把220 V/380 V 50 Hz的电力转换成266 V/460 V 60 Hz的理想的交流电源设备。系统包括两组200 kVA变频柜和一台10P空调和相应的空气开关、连接电缆和电缆插座,都内置在一个长4 000 mm宽2 700 mm高3000 mm的房子里,完成266 V/460 V 60 Hz稳频稳压输出,稳频精度±0.05%,电压±15%连续可调,总容量400 kVA,额定电流556 A。操作简单,运行稳定,安装使用方便,体积小,重量轻,可随意摆放,适合现场施工要求。 1.1操作方法 AC60-400 kVA三相变频净化电源控制面板简洁,只有启动,复位/停机两个按钮,显示三相输出电流,输出电压可以15%微调,选择显示。电源指示,正常指示和故障指示都是指示灯,输出频率60 Hz 精度高,面板上不做调整。当连接好输入电源和输出设备以后,合上输入空气开关,电源指示灯亮,按下启动按钮即可。如果有故障指示

常用高压变频器技术对比研究

众所周知,大功率风机、水泵的变频调速方案,可以收到显著的节能效果,其直接经济效益很大,宏观经济效益及社会效益则更大。可以预计,大功率交流电机变频调速新技术的发展是我国节能事业的主导方向之一。 目前,阻碍变频调速技术在高压大功率交流传动中推广应用的主要问题有两个:一是我国大容量<200kW以上)电动机的供电电压高< 6kV、10kV),而组成变频器的功率器件的耐压水平较低,造成电压匹配上的难题;二是高压大功率变频调速系统技术含量高,难度大,成本也高,而一般的风机、水泵等节能改造都要求低投入、高回报,从而造成经济效益上的难题 这两个世界性的难题阻碍了高压大容量变频调速技术的推广应用,因此如何解决高压供电和用高技术生产出低成本高可靠性的变频调速装置是当前世界各国相关行业竞相关注的热点。 一般来讲,在高压供电而功率器件耐压能力有限的情况下,可采用功率器件串联的方法来解决。 但是器件在串联使用时,因为各器件的动态电阻和极电容不同,而存在静态和动态均压的问题。如果采用与器件并联R和RC的均压措施,会使电路复杂,损耗增加;同时,器件的串联对驱动电路的要求也大大提高,要尽量做到串联器件同时导通和关断,否则由于各器件开断时间不一,承受电压不均,会导致器件损坏甚至整个装

置崩溃。 谐波问题是所有变频器的共同问题,尤其在大功率变频调速中更为突出。谐波会污染电网,殃及同一电网上的其它用电设备,甚至影响电力系统的正常运行;谐波还会干扰通讯和控制系统,严重时会使通讯中断,系统瘫痪;谐波电流也会使电动机损耗增加,因而发热增加,效率及功率因数下降,以至不得不“降额”使用。 还有效率问题,变频调速装量的容量愈大,系统的效率问题也就愈加重要。采用不同的主电路拓扑结构,使用的功率器件的种类、数量的多少,以及变压器,滤波器等的使用,都会影响系统的效率。为了提高系统效率,必须设法尽量减少功率开关器件和变频调速装置的损耗。 可靠性和冗余设计问题,一般的高压大功率拖动系统都要求很高的系统可靠性,尤其是国民经济的重要部门如电力、能源、冶金、矿山和石化等行业,一旦出现故障,将会造成人民生命财产的巨大损失,因此高压变频装置设计中是否便于采用冗余设计及旁路控制功能也是至关重要的。 目前世界上的高压变频器不象低压变频器那样具有成熟的、一致性的拓扑结构,而是限于采用目前电压耐量的功率器件,如何面

四象限变频器及普通能量回馈单元介绍

四象限变频器及普通能量回馈单元介绍 一、四象限变频器简要介绍 普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流,然后采用IGBT 逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电。这种变频器只能工作在电动状态,所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥,无法实现能量的双向流动,所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中,比如电梯,提升,离心机系统,只能在两象限变频器上增加电阻制动单元,将电动机回馈的能量消耗掉。另外,在一些大功率的应用中,二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。 为了使变频器能工作在发电状态,将制动的能量回馈至电网,降低能耗,实现四象限运行,通常有两种做法: 1、给变频器配一个或多个能量回馈单元,能量回馈单元可并联,可将能量回馈至电网,但对母线电压及谐波和功率因素无法自动调整,这种方式成本低,一定程度上可降低能耗,但效果相对较低,对变频器运行基本无优化和保护功能; 2、给变频器配一个有源前端,就是常说的AFE,可实现可控整流及能量回馈,母线电压可调,功率因数可调,可有效降低谐波,一定范围内基本可忽略母线电压波动带来的影响,这种方式效果较好,但成本相对较高,通常用在功率因素要求较高或需频繁制动的场合,如:电梯、矿井提升下放、起重升降等。二、能量回馈单元介绍 工作原理框图如下: 能量回馈单元没有DSP处理器,所有控制由硬件完成,逆变功率部分采用IGBT,实际应用时电气连接图如下:

R T S 能量回馈单元 回馈单元是将电机制动时产生并输入到变频器母线的能量逆变生成与电网同步同相位的交流正弦波,把电能回馈给电网。特点如下: 1、能量只能从变频器直流母线流向电网,单向不可逆; 2、所有控制功能由硬件完成,无DSP ,因此功能单一,除回馈能量外无其他功能; 3、与变频器主回路分开,各走各的,除了将变频器母线多余能量回馈至电网外,对变频器运行无其他优化功能。 4、能量回馈单元可并联,各自独立工作,如下图:

变频器节能计算方法

变频调速节能量的计算方法 一、概述 据统计,全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效的电动机经常在低效状态下运行, 采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效的 运行状态,这样可节省大量的电能。生产机械中电动机的负载种类千差万别,为便于分析研究,将负载分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几类机械 特性,本文仅对平方转矩、恒转矩负载的节能进行估算。所谓估算,即在 变频器投运前,对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。变频器一 旦投运后,用电工仪表测量系统的节能量更为准确。现假定,电动机系统 在使用变频器调速前后的功率因数基本相同,且变频器的效率为95%在设计过程中过多考虑建设前,后长期工艺要求的差异,使裕量过大。如火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉的鼓风机,引风机的风量裕度分别为5%和5~10%风压裕度为10°%^ 10%~15%设计过程中很难计算管网的阻力,并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题,通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据,但风机的系列是有限的,往往选不到合适的风机型号就往上靠,大20%~30的比较常见。生产中实际操作时,对于离心风机、泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节,则增加了管路系统的阻尼,造成电能的浪费;对于恒转矩负载常用电磁调速器、液力耦合器进行调节,这两种调速方式效率较低,而且,转速越低,效率也越低。由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变,因此要想精确地计算系统的节能是困难的,在一定程度上影响了变频调速节能的实施。本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。 二、节能的估算 1、风机、泵类平方转矩负载的变频调速节能风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%采用电动机变频调速来调节流量,比用挡板、阀门之类来调节,可节电20%~50%如果平均按30%+算,节省的电量为全国总用电量的9%这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中,对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加 了管路的阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大。如果用变 频器对风机、泵类设备进行调速控制,不需要再用阀门、挡板进行节流调节,将阀门、挡板开到最大,管路阻尼最小,能耗也大为减少。节能量可 用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式,即: 能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式,即:

关于变频器的论文

1. 前言 1.1 研究的目的及意义 当今许多因素正冲击着全球电力工业,在国外电力生产商之间有着十分激烈的竞争,而世界范围内电力生产的市场化加速了生产商采用新技术;尤其是近两三年来,夏季持续高温造成许多省市电力供应紧张,供电已经不能满足急速膨胀的电力需求,拉闸限电现象日趋严重。由于电力网负担过重,造成局部电力系统极其不稳定,这种现象已经严重影响了人民的日常生活和经济的正常运行。我们注意到的全国节能活动中,宣传重点是民用电和商业用电的节约,而工业用电的节约则被淡化了。其实工业所耗用的电量占总用电量的比重极大,因此我们更应该把更多的目光投入到工业用电的节约上来。 这样环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任,使高压大功率变频器的市场开发空间大大拓展。另外高压变频器的最终用户对变频器的自动控制、节能、环保意识越来越强烈,迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视顾客变频调速技术方面的需要。一般讲,在占工业用电50%~60%的风机、泵和压缩机等通用机械上使用变频调速装置,可以节电30%左右。这一类通用机械的驱动电机一般是工频电机,具有各种可供选择功能的通用变频器,其输出频率在0~400Hz之间,正适合这类机械。 变频器技术具有“工业维生素”之誉,是工业企业和日常生活工作中普遍需要的新技术;是高科技领域的综合性技术;是替代进口,节约投资的最大领域之一;是节约能源的高新技术。目前,低压变频器已经非常普及和成熟,高压变频器也正在被人们关注和逐步应用。变频器除了有卓越的调速性能之外,还有显著的节约电能和保护环境等重大作用,是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置,变频器的出现让工业领域的节能闪现了新的亮点。 但由于变频器进入我国的时间还不久,对于变频器的认识还不够,误用了变频器,使设备损坏,没有达到预期的效果。所以我们要对变频器进一步的学习和研究,能够在今后的使用中达到理想的效果。

四象限变频器工作原理

四象限变频器工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

四象限变频器工作原理 四象限 把电机的运行速度方向用一条数轴X来表示,数轴的正方向代表正转的转速,反方向表示反转的转速; 把电机的电磁转矩方向用一条数轴Y来表示,数轴的正方向代表正的电磁转矩,反方向表示负的电磁转矩; 构成一个平面坐标系XOY,那么电动机正常电动状态处在第一象限(正转、电动),发电(制动)再生运行在第二象限(正转、发电). 电梯曳引电动机由于正常状态就不断正、反转,上、下行都有可能电动或发电,处于四象限运行状态,各个状态能量转换方向不同. 用四象限来描述电机运行状态,和用熟悉的正、反转,电动、发电描述是一样的道理。 四象限变频器原理图 单独对于电机来说,所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。第一象限正转电动状态,第二象限回馈制动状态,第三象限反转电动状态,第四象限反接制动状态。能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。 在上个世纪80年代末,交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点,使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。 普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流,然后采用IGBT 逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。这种变频器只能工作在电动状态,所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥,无法实现能量的双向流动,所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中,比如电梯,提升,离心机系统,只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。将电动机回馈的能量消耗掉。另外,在一些大功率的应用中,二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。 IGBT功率模块可以实现能量的双向流动,如果采用IGBT做整流桥,用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数,消除对电网的谐波污染,让变频器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网,达到彻底的节能效果。 四象限变频器的典型应用是具有位势负载特性的场合,例如提升机,机车牵引,油田磕头机,离心机等。在一些大功率的应用中,也需要四象限变频器以减小对电网的谐波污染。

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