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对于3KV、6KV、10KV电压等级的电机称为高压电机,用于这类电机调速的变频器称为高压变频。国外对此电压等级的变频称为中压变频。在高压变频推出前,大功率高压交流异步电动机如需采用变频调速传动,有两种方法,一是靠低压器件功率单元串联组成高压,如罗宾康公司的高压变频,由于控制复杂,功率器件太多而使得其可靠性下降,同时每个功率单元均为双电平结构,必须至少采用多重化技术才能满足谐波标准要求。另一种就是“高一低一高”变频器,通过变压器将高压变低压(一般为690V),在低压侧变压变频,再由升压变压器升至和高压电动机相匹配的电压,组成高压交流调速传动装置。随着耐高压大功率晶体管( HV-IGBT,IGCT)的推出,近年来很多公司纷纷推出了高压变频器,其特点足变频器输出可直接接入高压电动机,*变频电动机,也称高一高变频器,现可用于7500kW异步电动机的速度和转矩控制。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,变频器常用的为交一直一交变频器。交一直一交变频器是把电源电压经过两次变换:先将电源的交流经过整流器变为直流,然后把直流经过逆变器成交流电压(或电流);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;按变频电源的性质,可分为电压源型变频器和电流源型变频器,主要区别在于中间直流环节采用哪种滤波器,电压源型变频器采用大容量电容滤波,直流电压波形比较平直,电流源型变频器采用大电感滤波,直流电流波形比较平直;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。
在煤矿中的应用
交流调速系统转子串电阻凋速方式是以前较多采用的方式,由于此种方式存在很多问题,现已逐渐被变压变频调速方案淘汰,也就是高压变频。
高压风机应用高压变频后主要有以下优点:
1、节能降耗。根据不同工作条件节电效果可达l0%—50%;
2、具有软启动功能,启动电流小,启动转矩大,可达额定值的2倍,电机的转矩脉动小,电机的运行转矩高:
3、可调速,并且调率高,可达95%以上;实现平稳的无极调速,调速方便。
4、有过压、欠压、过流、过载、缺相等多种保护功能,保护准确、可靠,从而降低事故发生率并及时提供故障信息;
5、提高电机运行功率因数,延长电机等设备的使用寿命。采用变频调速后,可以实现软起动和软制动,几乎不产生冲击,避免水阻软启动3~4倍的冲击电流,可大大延长电机定子、转子轴及轴承等电气与机械寿命:
6、能提高整个系统的自动化水平和工艺水平,现场操作简单,较少的维护工作量,节约成本。
炼钢厂风机是大功率电机,使用性能也颇为关键,炼钢厂风机具有转速周期性循环工作特性,大功率高压电机在变频器的驱动下,由管道压力传感器提供反馈量,通过PID调节器形成闭环控制,根据工艺要求实现各工艺环节的变频调速。
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