感谢佳灵提供对传统高压变频实现方式的介绍,欢迎大家讨论分析。
单元串联多重化电压源型高压变频器是利用低压单相变频器串联,来弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化,就是每相由几个低压功率单元串联组成,各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电。
图1为6kV变频器的主电路拓扑图。
图2五单元串联高压变频器电气框图, 图2中的每个功率单元都是由低压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成的三相输入,单相输出的低压的PWM电压型逆变器。
其缺点是:
1. 由于系统中存在着变压器,所需电缆多,系统效率再提高不容易实现,装置的体积太大,重量大,安装位置和基建投资成题;
2. 移相变压器中,6kV三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法,在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时,产生的内部环流,必将引起内阻的增加和电流的损耗,也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时,再加上变压器的铁芯的固有损耗,变压器的效率就会降低,从而也就影响了整个高压变频器的效率;
3. 10kV时,变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率只能达到96%,但在轻负荷时,效率低于90%;
4. 线路接点多,功率单元及功率器件数量多,6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管,60只IGBT),故障点相应的增多一个单元损坏时,单元可旁路,但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的,造成电压、电流不平衡,从造成而谐波含量也相应的增大,勉强运行时终究会导致电动机的损坏;
5. 无法实现能量回馈四象限运行,且无法实现制动;
6. 输出电压波形在额定负载时尚好,低于25Hz以下畸变突出。