平变频器技术优点
自西门子罗宾康公司1994年推出第一台变频器以来,经过十多年的不断发展,单元串联多电平变频器逐渐形成以下几项比较完备的技术。
(1)输入变压器多重化设计
输入变压器实行多重化设计,达到降低谐波电流的目的。输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置。以6kV变频器为例,变压器的15个二次绕组,采用延边三角形联结,分为5个不同的相位组。互差12°,形成30脉波二极管整流电路结构,所以理论上29次以下的谐波都可以消除,输入电流波形接近正弦波。总的谐波电流失真可低于1%。
(2)逆变器输出多电平移相式PWM技术
在PWM调制时,采取移相式PWM,即同一相每个单元的调制信号相同,而载波信号互差一个电角度且正反成对。这样每个单元的输出是同样形态的PWM波,但彼此相差一个角度。叠加以后输出电压的等效开关频率大大增加。改变参考波的幅值和频率,即可实现变压变频的高压输出。实际上,为了提高电源利用率,参考波并非严格的正弦波,而是注入了一定的三次谐波,形成“马鞍型”的波形。
(3)功率单元旁路技术
在每个功率单元输出端T1、T2并联一个双向晶闸管(或反并联两个SCR)。当功率单元发生故障,封锁该单元,然后让SCR导通,形成旁路。旁路后,电路仍可继续工作,只是输出电压略有下降。如果负载十分重要,可以进行冗余设计,安装备用功率单元。功率单元旁路技术大大提高了单元串联多电平变频器的可靠性,在很大程度上弥补了元气件个数多导致可靠性降低的问题。
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