核心提示:
交流高壓變頻器從用途上一般分為兩種,一種是通用型高壓變頻器,主要用于節(jié)能應用;另一種是工藝應用,即生產過程要求電機必須調速,節(jié)能在決策中起次要的作用。當今中國,節(jié)能減排是基本國策,而高壓變頻器是電機傳動系統(tǒng)節(jié)能的最易于實施,效果最好的方式,導致了市場對節(jié)能型通用高壓變頻器的廣泛需求。這里主要對通用型高壓變頻器的選型提出一些參考意見。
交流高壓變頻器從用途上一般分為兩種,一種是通用型高壓變頻器,主要用于節(jié)能應用;另一種是工藝應用,即生產過程要求電機必須調速,節(jié)能在決策中起次要的作用。當今中國,節(jié)能減排是基本國策,而高壓變頻器是電機傳動系統(tǒng)節(jié)能的最易于實施,效果最好的方式,導致了市場對節(jié)能型通用高壓變頻器的廣泛需求。這里主要對通用型高壓變頻器的選型提出一些參考意見。
通用型高壓變頻器從拓撲結構上說,主要分為單元串聯(lián)多電平型、PWM電流源型、三電平型、負載換流型(LCI)幾個大類。
1.單元串聯(lián)多電平型
此種變頻器采用多個低壓的功率單元串聯(lián)實現(xiàn)高壓,輸入側的降壓變壓器采用移相方式,可有效消除對電網的諧波污染,輸出側采用多電平正弦PWM技術,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,可迅速替換故障的功率單元,這樣用戶如果有備用的單元,則可以自行進行維護。這種變頻器可以根據用戶的電壓決定串聯(lián)單元數(shù)目的多少,可以實現(xiàn)任意的電壓輸出,因此對于改造項目非常適宜。單元串聯(lián)多電平型變頻器在我國市場上新售的變頻器中占絕大多數(shù)。國內廠家以利德華福為代表,國外廠家以西門子-羅賓康為代表。
單元串聯(lián)多電平型變頻器實現(xiàn)能量回饋比較復雜(每個單元都要實現(xiàn)),目前也有國內廠家在進行嘗試,并有樣機推出。
2.PWM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,目前的技術水平可以做到7.2kV輸出電壓,所以適應國內大部分電壓為6kV這一現(xiàn)狀。電流源型變頻器輸入側采用晶閘管整流,功率因數(shù)比較低;后來,開發(fā)出了雙PWM型式,用SGCT整流,解決了這個問題,并將電網側的變壓器用電抗器代替。電流源型變頻器依據電網的相位進行整流控制,對電網的波動比較敏感;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。電流源型變頻器有可回饋能量的優(yōu)點,在需要快速制動的場合有競爭優(yōu)勢。電流源型變頻器的成本較高,目前只有美國ROCKWELL公司提供這個產品。
3.三電平型變頻器
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構環(huán)節(jié)少,雖然為電壓源型結構,但易于實現(xiàn)能量回饋。三電平變頻器在國內市場遇到的最大難題是電壓問題,其最大輸出電壓達不到6kV,而國內的電網大多是6kV和10kV。目前,ABB公司推出的ACS5000系列,實際上是三電平變頻器與單元串聯(lián)多電平變頻器的結合,每個單元都是三電平的橋臂,而只有一級單元串聯(lián)。這種結構解決了6kV電機調速的需要,成本較高,只在大功率場合有競爭優(yōu)勢。
4.LCI(負載換流變頻器)
這種變頻器,實際上是電流源型變頻器,采用晶閘管整流和逆變,電抗器作為儲能環(huán)節(jié)。由于晶閘管不能自關斷,因此必須依靠負載電機的反電勢,電機一般都使用同步電機。這種變頻器一般僅適用于超大功率的電機,在國內應用較多的是大型電機的啟動,如高爐風機、燒結風機的軟啟動等;電機啟動成功以后,投入工頻電網運行,變頻器則退出運行。
選購的注意事項:
用戶應首先了解各個變頻器廠家變頻器的適用性,可靠性,并根據自己工廠的現(xiàn)狀、工藝和負載的需要、資金能力、操作人員的水平,選擇合適的變頻器。目前高壓變頻器市場相對較混亂,許多新進入的廠家苦于業(yè)績的困擾,不惜降價爭奪市場,但是,一旦市場出現(xiàn)變化,他們將立即退出這個行業(yè),因此,用戶選擇低價產品,可能造成日后維護的問題;應對廠家的經營理念、經營的穩(wěn)定性、產品的市場狀況、服務的能力做充分的了解。
高壓變頻器的選型應采用理性的思維。由于用戶不是很理解,有些廠家的宣傳,往往把一些基本功能用另外的方式突出,說成是自己的特色,因此用戶要多加比較。另外,要充分考慮產品的配置,配置對成本的影響比較大;除變頻器以外的附加配置,不要被一些廠家誤導,造成不必要的浪費。還應該考慮日后的維護,有些廠家的維護費用較高,一旦問題較多,用戶是難以承擔的。
交流高壓變頻器從用途上一般分為兩種,一種是通用型高壓變頻器,主要用于節(jié)能應用;另一種是工藝應用,即生產過程要求電機必須調速,節(jié)能在決策中起次要的作用。當今中國,節(jié)能減排是基本國策,而高壓變頻器是電機傳動系統(tǒng)節(jié)能的最易于實施,效果最好的方式,導致了市場對節(jié)能型通用高壓變頻器的廣泛需求。這里主要對通用型高壓變頻器的選型提出一些參考意見。
通用型高壓變頻器從拓撲結構上說,主要分為單元串聯(lián)多電平型、PWM電流源型、三電平型、負載換流型(LCI)幾個大類。
1.單元串聯(lián)多電平型
此種變頻器采用多個低壓的功率單元串聯(lián)實現(xiàn)高壓,輸入側的降壓變壓器采用移相方式,可有效消除對電網的諧波污染,輸出側采用多電平正弦PWM技術,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,可迅速替換故障的功率單元,這樣用戶如果有備用的單元,則可以自行進行維護。這種變頻器可以根據用戶的電壓決定串聯(lián)單元數(shù)目的多少,可以實現(xiàn)任意的電壓輸出,因此對于改造項目非常適宜。單元串聯(lián)多電平型變頻器在我國市場上新售的變頻器中占絕大多數(shù)。國內廠家以利德華福為代表,國外廠家以西門子-羅賓康為代表。
單元串聯(lián)多電平型變頻器實現(xiàn)能量回饋比較復雜(每個單元都要實現(xiàn)),目前也有國內廠家在進行嘗試,并有樣機推出。
2.PWM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,目前的技術水平可以做到7.2kV輸出電壓,所以適應國內大部分電壓為6kV這一現(xiàn)狀。電流源型變頻器輸入側采用晶閘管整流,功率因數(shù)比較低;后來,開發(fā)出了雙PWM型式,用SGCT整流,解決了這個問題,并將電網側的變壓器用電抗器代替。電流源型變頻器依據電網的相位進行整流控制,對電網的波動比較敏感;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。電流源型變頻器有可回饋能量的優(yōu)點,在需要快速制動的場合有競爭優(yōu)勢。電流源型變頻器的成本較高,目前只有美國ROCKWELL公司提供這個產品。
3.三電平型變頻器
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構環(huán)節(jié)少,雖然為電壓源型結構,但易于實現(xiàn)能量回饋。三電平變頻器在國內市場遇到的最大難題是電壓問題,其最大輸出電壓達不到6kV,而國內的電網大多是6kV和10kV。目前,ABB公司推出的ACS5000系列,實際上是三電平變頻器與單元串聯(lián)多電平變頻器的結合,每個單元都是三電平的橋臂,而只有一級單元串聯(lián)。這種結構解決了6kV電機調速的需要,成本較高,只在大功率場合有競爭優(yōu)勢。
4.LCI(負載換流變頻器)
這種變頻器,實際上是電流源型變頻器,采用晶閘管整流和逆變,電抗器作為儲能環(huán)節(jié)。由于晶閘管不能自關斷,因此必須依靠負載電機的反電勢,電機一般都使用同步電機。這種變頻器一般僅適用于超大功率的電機,在國內應用較多的是大型電機的啟動,如高爐風機、燒結風機的軟啟動等;電機啟動成功以后,投入工頻電網運行,變頻器則退出運行。
選購的注意事項:
用戶應首先了解各個變頻器廠家變頻器的適用性,可靠性,并根據自己工廠的現(xiàn)狀、工藝和負載的需要、資金能力、操作人員的水平,選擇合適的變頻器。目前高壓變頻器市場相對較混亂,許多新進入的廠家苦于業(yè)績的困擾,不惜降價爭奪市場,但是,一旦市場出現(xiàn)變化,他們將立即退出這個行業(yè),因此,用戶選擇低價產品,可能造成日后維護的問題;應對廠家的經營理念、經營的穩(wěn)定性、產品的市場狀況、服務的能力做充分的了解。
高壓變頻器的選型應采用理性的思維。由于用戶不是很理解,有些廠家的宣傳,往往把一些基本功能用另外的方式突出,說成是自己的特色,因此用戶要多加比較。另外,要充分考慮產品的配置,配置對成本的影響比較大;除變頻器以外的附加配置,不要被一些廠家誤導,造成不必要的浪費。還應該考慮日后的維護,有些廠家的維護費用較高,一旦問題較多,用戶是難以承擔的。