高壓綠色變頻器應(yīng)運(yùn)而生

    諧波污染小，功率因數(shù)高

    這種高壓變頻器，它是每相由多個低壓變頻功率單元相互串聯(lián)，通過疊加來實(shí)現(xiàn)高壓輸出。給功率單元供電的二次繞組互相存在一個相位差，以實(shí)現(xiàn)輸入電壓多重化。以６千伏綠色變頻器為例，每相由５個額定電壓為６９０伏的功率單元串聯(lián)，三相共有１５個功率單元，分別由輸入隔離變壓器的１５個二次繞組供電，１５個二次繞組分成５組，每組之間存在１２°相位差，形成相當(dāng)于３０脈沖整流。由于輸入是３０脈沖，所以理論上２９次以下的諧波都可以抵消，能夠在各種速度范圍內(nèi)獲得比較滿意的正弦波電壓和正弦波電流，電壓總畸變率只有１．２％，電流總畸變率僅為０．８％，有“完美無諧波”的美譽(yù)，不必采用輸入濾波器，就能滿足ＩＥＥＥ５１９－１９９２的嚴(yán)格要求。

    可靠性高，維修方便

    功率單元為一三相輸入單相輸出的ＰＷＭ型變頻器。由二級管組成三相橋式整流電路，整流后由４只低壓ＩＧＢＴ逆變成單相交流輸出。由于使用常規(guī)的低壓ＩＧＢＴ，驅(qū)動電路簡單，技術(shù)成熟可靠。這種高壓變頻器，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，所用功率單元完全相同，可以互換，每個功率單元與系統(tǒng)的聯(lián)系僅為３個交流輸入端子、２個交流輸出端子和一個光纖插頭，單元維修更換十分方便。不僅如此，由于采用功率單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，還可以采取功率單元旁路技術(shù)和功率單元冗余設(shè)計(jì)。如我國研制的ＨＶＦ高壓綠色變頻器，設(shè)計(jì)了熱備份熱插拔保護(hù)和主回路直合保護(hù)。此外，這種變頻器由于有足夠的濾波電容，系統(tǒng)可承受－３０％電源電壓下降和５個周期電源喪失。

    損耗小，效率高

    由于這種變頻器無輸出變壓器，也無需功率因數(shù)補(bǔ)償裝置、諧波濾波器等，同時由于諧波分量很小，由諧波引起電源變壓器到電機(jī)的損耗大為減少，再加上ＩＧＢＴ驅(qū)動功率很小，峰值功率為５瓦左右，平均功率不到１瓦，開關(guān)頻率較低，且不必采用均壓電路和吸收電路，使變頻部分效率高達(dá)９８％以上，包括輸入隔離變壓器在內(nèi)的整個變頻系統(tǒng)的效率高達(dá)９６％以上。

    對電機(jī)及輸出電纜長度無特殊限制

    這種變頻器輸出電壓跳變臺階為單元的直流母線電壓，電壓變化率很小，同時由于采用移相式ＰＷＭ，電機(jī)電壓的等效開關(guān)頻率大大提高，且輸出電平數(shù)增加。以６千伏變頻器為例，輸出相電壓為１１電平，線電壓為２１電平，輸出等效開關(guān)頻率為６千赫。電平數(shù)和等效開關(guān)頻率的增加，大大改善了輸出波形，降低了輸出諧波，由諧波引起的電機(jī)發(fā)熱、噪音、轉(zhuǎn)矩脈動、共模電壓都大為減少。所以這種變頻器對電機(jī)無特殊要求，可直接用于任何普通高壓電機(jī)，且不必降低額定容量使用，對輸出電纜長度也沒有特殊限制。