有源前端AFE的原理与应用

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1、EmersonCT驱动系统培训AFE整流回馈系统AFE整流回馈系统代替制动电阻，将负载侧产生的能量回馈至电网节能增效的应用之一正弦波线电流，单位功率因数功率配置要求，低于常规不可控二极管整流使用SP/SPM驱动器中的Regen操作方式，可使之成为AFE整流器AFE整流回馈系统传统变频控制系统的整流单元不可控二极管整流元件。5、7次谐波高电流单相导通无能量回馈，需要配置制动单元直流侧电压不可控电源电压不能低于电机额定电压成本低，维护简单AFE整流回馈系统AFE变频控制系统的整流单元有源可控IGBT整流元件，开通/关断均可控电流双向流通无需制动单元PWM控制，完美无谐波容许电源电压低于电机电压A

2、FE整流回馈系统---原理AFE整流回馈单元提供正选电压输出AFE回馈电压通过输入电抗器融入电网通过LCL滤波，AFE回馈输出纯正弦电压通过LCL滤波，AFE回馈输出纯正弦电流AFE整流回馈---向量图全载时，Vr与Vs之间夹角约为5o，PF值接近1内部直流电压PI调节，实现能量双向传递锁相环控制空间矢量调节器，百微秒级的响应PWM整流二极管整流AFE整流回馈---线电流波形显著降低谐波电流二极管整流时，电流谐波含量为48%PWM整流时，电流谐波含量为6%051015202530135791113151719DioderectifierPWMrectifierAFE整流回馈---电流谐波成分

3、AFE整流回馈---组成可用于AFE整流的驱动器LCL滤波回路高频滤波电抗器高频滤波电容回馈电抗器预充电回路浪涌吸收回路AFE整流回馈---AFE驱动器可用于AFE整流的驱动器，如UnidriveSP/SPMD系列将IGBT逆变器反接电源，作为IGBT整流器AFE整流器的容量选择，无需考虑无功功率AFE整流器的功率=1.732*额定驱动电流*电网电压电机驱动器的功率=1.732*电机额定电流*电机额定电压*电机功率因数常规一拖一AFE系统，AFE整流器与电机驱动器型号功率相同，无需扩容AFE整流回馈–LCL滤波回路高频滤波电抗器Lf防止高频谐波电流(3kHz)流入电网防止接地漏电流流入驱动回

4、路高频滤波电容Cf消除高频谐波电压回馈电抗器LregenPWM输出滤波电抗器AFE整流回馈---浪涌电压保护回路Z500LP内置EMC滤波器，在AFE系统中，禁止使用，必须拆除SPsizes1to3RemovalofinternalEMCfilterSPsizes4to6,SPMA,SPMDRemovalofinternalEMCfilterEMC滤波器会使AFE系统存在安全隐患和谐波干扰AFE整流回馈---注意AFE整流回馈–预充电回路目前的AFE系统预充电方式有两种限流电阻单相供电预充电回路半控整流桥三相供电预充电回路AFE整流回馈–预充电回路AFE系统预充电逻辑送电，将预充电回路接触器

5、投入充电，限流电阻充电方式，是通过AFE整流IGBT附带的续流二极管，单相充电半控桥充电方式，是直接对直流母线充电得电，315Vdc的直流电压时，就可以使AFE整流单元的CPU控制。切电，430Vdc时，AFE整流单元检测充电完成，发出指令，切断充电回路，投入主回路供电，AFE整流送电完成，待机运行AFE整流回馈---熔断器电源电缆及变压器的事故保护限制回馈及驱动单元的过度能量传递，而造成事故，如火灾AFE整流回馈系统---驱动单元将直流电压转换为可调节的电压/频率，提供电机调速运转的交流电源实现直流电源与电机之间的能量传递驱动单元无需交流电源供电–也称逆变器单元AFE系统---功率配置AF

6、E整流单元选型---无需考虑无功功率驱动单元选型---需要考虑无功功率AFE系统---动力配置案例1电源电压400Vac，电机400Vac/0.85PF,选用两台25A“11kW”驱动器，一台作整流，一台作驱动AFE整流器功率功率=3*额定电流*电源电压=1.73*25*400=17.3kW电机驱动器功率功率=3*额定电流*额定电压*功率因数=1.73*25*400*0.85=14.7kW配置成功！AFE功率>电机功率AFE系统---动力配置案例2电网电压380V-10%,电机75KW/400V/1.75OL/156A/0.95PF，拟用两台156A“75kW”驱动器最大AFE整流器功率

7、=3*175%*额定电流*电源电压=1.73*156*1.75*342=161.7kW最大电机驱动器功率=3*175%*额定电流*额定电压*pf=1.73*156*1.75*400*0.95=179.7kW配置失败！由于电网电压偏低，导致AFE功率低于驱动功率AFE系统配置方案1---单AFE整流配单驱动配置方案2---单AFE整流配多传动驱动AFE系统配置方案2---多AFE整流配多传动驱动AFE系统A