您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
變頻器的技術(shù)分析
高壓變頻器自上個世紀九十年代中期開始在國內(nèi)推廣,，經(jīng)過十年的發(fā)展，今天已經(jīng)普遍為市場所接受,，估計今年的市場容量在10億到20億元人民幣之間,。
一,、高壓變頻器的產(chǎn)品和技術(shù)特點
上世紀八十年代到九十年代初，高壓電機要實現(xiàn)調(diào)速,，主要采用三種方式：
（1）液力耦合器方式,。即在電機和負載之間串入一個液力耦合裝置，通過液面的高低調(diào)節(jié)電機和負載之間耦合力的大小,，實現(xiàn)負載的速度調(diào)節(jié),；
（2）串級調(diào)速。串級調(diào)速必須采用繞線式異步電動機,，將轉(zhuǎn)子繞組的一部分能量通過整流,、逆變再送回到電網(wǎng)，這樣相當于調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)子的內(nèi)阻,，從而改變了電動機的滑差,；由于轉(zhuǎn)子的電壓和電網(wǎng)的電壓一般不相等，所以向電網(wǎng)逆變需要一臺變壓器,，為了節(jié)省這臺變壓器,，現(xiàn)在國內(nèi)市場應用中普遍采用內(nèi)饋電機的形式，即在定子上再做一個三相的輔助繞組,，專門接受轉(zhuǎn)子的反饋能量,，輔助繞組也參與做功，這樣主繞組從電網(wǎng)吸收的能量就會減少,，達到調(diào)速節(jié)能的目的,。
（3）高低方式。由于當時高壓變頻技術(shù)沒有解決,，就采用一臺變壓器,，先把電網(wǎng)電壓降低，然后采用一臺低壓的變頻器實現(xiàn)變頻,；對于電機,，則有兩種辦法，一種辦法是采用低壓電機,；另一種辦法，則是繼續(xù)采用原來的高壓電機,，需要在變頻器和電機之間增加一臺升壓變壓器,。
上述三種方式，發(fā)展到目前都是比較成熟的技術(shù),。液力耦合器和串級調(diào)速的調(diào)速精度都比較差,，調(diào)速范圍較小，維護工作量大,，液力耦合器的效率相比變頻調(diào)速還有一定的差距,，所以這兩項技術(shù)競爭力已經(jīng)不強了。至于高低方式，能夠達到比較好的調(diào)*果,，但是相比真正的高壓變頻器,，還有如下缺點：效率低，諧波大,，對電機的要求比較嚴格,，功率較大時（500KW以上），可靠性較低,。高低方式的主要優(yōu)勢在于成本較低,。
目前，主流的高壓變頻器產(chǎn)品主要有三種類型：
?。?） 電流源型,。
電流源型逆變部分采用SGCT直接串聯(lián)解決耐壓問題，直流部分用電抗器儲存能量,，目前的技術(shù)水平可以做到7.2KV輸出電壓,，所以適應國內(nèi)大部分電壓為6KV這一現(xiàn)狀。電流源型變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)比較低,，電抗器的發(fā)熱量較大,，效率比電壓源型變頻器低，由于采用電流控制,，輸出濾波器的設計比較麻煩,，而兩電平變頻器的共模電壓和諧波、dv/dt問題較突出,，所以對電機的要求較高,。雖然電流源型變頻器有可回饋能量的優(yōu)點，但是需要回饋能量的負載畢竟不是太多,，尤其是通用型的變頻器,，所以電流源型變頻器的市場競爭能力已經(jīng)逐漸變?nèi)酢?br /> （2） 功率單元串聯(lián)多電平型,。
此變頻器采用多個低壓的功率單元串聯(lián)實現(xiàn)高壓,，輸入側(cè)的降壓變壓器采用移相方式，可有效消除對電網(wǎng)的諧波污染,，輸出側(cè)采用多電平正弦PWM技術(shù),，可適用于任何電壓的普通電機，另外,，在某個功率單元出現(xiàn)故障時,，可自動退出系統(tǒng)，而其余的功率單元可繼續(xù)保持電機的運行,，減少停機時造成的損失,。系統(tǒng)采用模塊化設計,，可迅速替換故障模塊。由此可見,，單元串聯(lián)多電平型變頻器的市場競爭力是很明顯的,。
（3） 三電平型。
三電平型變頻器采用鉗位電路,，解決了兩只功率器件的串聯(lián)的問題,，并使相電壓輸出具有三個電平。三電平逆變器的主回路結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)少,，雖然為電壓源型結(jié)構(gòu),，但易于實現(xiàn)能量回饋。三電平變頻器在國內(nèi)市場遇到的zui大難題是電壓問題,，其zui大輸出電壓達不到6KV,，所以往往需要用變通的方法，要么改變電機的電壓,，要么在輸出側(cè)加升壓變壓器,。這一弱點限制了它的應用。
目前,，雖然有人提出了其他不同的高壓變頻器解決方案,，但大都不具有明顯的可行性，或者說不具有將上述三種主流變頻器結(jié)構(gòu)取而代之的潛力,。隨著高壓變頻器成本的進一步降低,，在中等功率市場，高低型變頻器將會退出競爭,，而只關(guān)注于較小功率的場合,。對于單元串聯(lián)多電平型變頻器，主要缺點是變流環(huán)節(jié)復雜,，功率元器件數(shù)目多,，體積略大一些，但是,，在其他的方式不能解決國內(nèi)應用的需要,，高壓器件應用的可靠性還不是太高的情況下，其競爭優(yōu)勢在zui近的一段時期內(nèi),，可能還是無法替代的,。三電平型變頻器由于輸出電壓不高的問題，主要的應用范圍應該是在一些特種領(lǐng)域,，如軋鋼機、輪船驅(qū)動,、機車牽引,、提升機等等,，這些領(lǐng)域的電機都是特殊定制的，電壓可以不是標準電壓,。在一定的功率水平,，三電平型變頻器取代傳統(tǒng)的交交變頻器是技術(shù)發(fā)展的趨勢。三電平變頻器的更大發(fā)展有待于更高耐壓的功率器件的出現(xiàn)和現(xiàn)有產(chǎn)品可靠性的進一步提高,。在超大功率場合,，即大約8000KW以上的功率，用可控硅構(gòu)成的LCI（負載換流逆變器）電流源型變頻器仍舊是主角,。由于上述的技術(shù)特征,，通用型高壓變頻器目前是單元串聯(lián)多電平型變頻器占多數(shù)，約7成以上,。目前國內(nèi)以利德華福為代表的高壓變頻器廠家有不下二十家,，基本都采用這種電路結(jié)構(gòu)。
上海圓馨能源科技有限公司專業(yè)代理進口工業(yè)零件,，代理品牌有：E+H變頻器,，日本SMC，德國費斯托FESTO,，德國易福門IFM,，日本神視SUNX，基恩士KEYENCE,，皮爾茲PILZ,，賀德克HYDAC，施克SICK,，日本小金井KOGANEI,，日本喜開理CKD，德國西門子SIEMENS變頻器,，圖爾克TURK,，力士樂BOSCH REXROTH，施耐德,，美國ASCO等大量國外品牌各種高科技零件,，咨詢！