现代电力电子技术第六讲

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1、现代电力电子技术第六讲电力电子技术应用（一）应用于电气传动----各类变频器6.1电压等级的划分和调速传动的分类1、电压等级的划分输电系统的电压等级：国际上，对于交流输电系统有如下等级：超高压（EHV---extrahighvoltage）：330---750（765）KV高压（HV---highvoltage）：10KV以上（35---220KV）中压：1KV—10KV低压：1KV以下直流输电系统：高压直流输电（HVDC----highvoltagedirectcurrent）：±500KV我国输电电压：高压电网：110KV和220KV超高压：330K

2、V、500KV、750KV特高压：1000KV交流、±800KV直流现有输电线路电压等级：我国大部分：500/220/110/35/10/0.38KV西北电网：750/330/110/35/10/0.38KV和220/110/35/10/0.38KV电气传动的电压等级：高压：10KV以上；中压：1KV—10KV低压：1KV以下我国称1KV—10KV变频器为高压，国外叫中压变频器现状：国内：200KW以上电动机一律用中压，以限制电动机直接起动时的母线压降，400V以上只有10KV和正在淘汰的6KV，以减小线损国外：电压电动机（400V和690V）功率扩展至10

3、00KW，中压电动机的电压等级随功率增加而升高，除特大功率外，不用10KV专家建议：供电和用电的电压等级分开，区别对待。中压变频器配输入变压器，一次侧接10KV，二次侧根据功率大小选变频器和电动机的电压等级。采用变频调速后，起动电流小，低压电动机功率可扩展至800----1000KW，500KW以下用400V，500KW以上用690V。功率在800KW----1000KW场合宜用6KV或3KV，尽量避免使用10KV变频器2、调速传动的分类按应用领域分为四大类：①通用机械的节能调速风机、泵、压缩机械等类机械，量大、面广、用电量约占全国总发电量的1/3，其调速主

4、要用于节能。②工艺调速由于机械设备的工艺需要，要求驱动电动机调速运行。③牵引调速各种电动车辆及船舶等运输机械的电驱动系统④特殊调速高速系统、调速范围极宽的调速系统6.2低压变频器1、变频器主电路结构交直交变频器：用量大，目前异步电动机变频调速都采用交交变频器：主要用于大型同步电动机调速直流环节：电压源型：采用大电容滤波，直流电压平稳电流源型：采用大电感滤波，直流电流平稳①电压型变频器主电路结构整流不可控，采用二极管整流，逆变采用PWM逆变器。回馈的能量只能由电容承担，无法回馈至交流侧。中间增加了泵升电压限制电路，靠电阻消耗负载回馈的能量。应用于对电动机制动时

5、间有一定要求的调速系统。采用可控整流器实现再生能量的回馈。整流电路采用可控整流电路。双PWM变频器。可实现能量的双向流动，电动机四象限运行。②电流型变频器主电路电流方向不变，整流电压方向可变，易实现能量回馈。③电压型变频器和电流型变频器的比较电压型：属于恒压源，电压控制响应速度慢，适于多台电动机同步运行。电流型：属于电流源，对负载电流变化的反应迟缓，适于单台电机传动。可以满足快速起制动和可逆运行的要求。具有四象限运行能力，无需额外电路（电压型变频器必须在电网侧附加一个有源逆变器）。需要连接一个最小负载才能正常运行。④交交变频器2、变频器输入输出问题使用变频器

6、会产生如下问题：①产生高次谐波，对交流电源造成干扰。②功率因数降低③引起无线电干扰、噪声、振动等解决办法：①加无线电干扰抑制器。②加进线电抗器。当电源容量大（即电源阻抗小）时，变频器会使输入电流的高次谐波增大，使整流二极管或电解电容器的损耗增大而发生故障。为了减小干扰，电源容量在500KVA以上且是变频器容量的10倍以上，应加输入电抗器。进线电抗器同时具有抑制三相电源电压不平衡的作用。③直流滤波电抗器。主要用于校正功率因数，使其达到0.9---0.95.④输出电抗器。变频器输出的谐波增加了电动机的振动和噪声，输出电抗器可降低噪声。6.3中压变频器1、三电平逆

7、变器（电压型中点钳位三电平逆变器）2、电容钳位三电平逆变器3、H桥级联变频器三电平逆变器（电压型中点钳位三电平逆变器）三电平逆变电路输出电压波形电容钳位三电平逆变器级联型逆变电路原理图变压器副边接法单元电路级联式七电平逆变电路原理图级联式七电平逆变电路波形图二极管和电容钳位式电路由于存在均压问题，在无功调节中应用较好。而级联型逆变电路适合于交流电动机的变频调速。