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变频器分类(1)
按电压等级分: 通用变频器:1kV以下 中压变频器:1kV~3kV 高压变频器:3kV以上
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形式
功率器件
电压源型与电流源型比较
电流源型
多电平串联电压源型
器件采用IGCT或SGCT,额定电压6500V,一般每个 器件采用IGBT,额定电压1700V,每个单元由两个模块 桥臂采用三只串联,总共需要18只;成本高,用量小 组成单向全桥,6kV/5级总共30只;用量大,技术成熟 18脉冲,输入谐波大 两电平,dv/dt大,需加电抗器,噪音大 30脉冲以上,谐波小于4% 多电平,准正弦,dv/dt小,无需电抗器,噪音小
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比如有一台泵, 带100%负载时所需的流 量为 700ton/h。 在电机由工频电流驱 动恒速运转的情况下, 用调节阀来控制流量, 这时, 扬程为图中的A (140m), 耗电量为C点 (450kW)。
节能原理(4)
对泵、风机进行调速控 制, 可获得明显的节能 效果, 原理如右图所示。
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变频器分类(3)
按电平数分: 两电平变频器:输出波形只有两个电平 三电平变频器:中性点钳位,输出三个电平 多电平变频器:多个低压模块串联,多电平
两电平
三电平
多电平
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变频器分类(1)
按逆变中间环节分: 交 交 变频器:没有直流环节,通过可控整 流方式直接变频 交直交变频器:有直流环节,通过可控开关 逆变改变频率
直流回路
整流回路
(可控或不控)
逆变电路
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变频器分类(2)
按有无低压回路分: 高低高变频器:有低压环节,通过变压器降 压,逆变后再升压 高 高 变频器:用多个低压器件串联直接将 高压逆变,无低压环节
高低高变频器
高高变频器
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H
H2’ H1 H2 C
η2
节能原理(3)
R2
B A
R1
n1
η1
风机的正常工作点为A,当风量需要 从Q1调到Q2时,采用挡板调节,管网特 性曲线由R1改变为R2,其工作点调至B 点,其功率为OQ2BH2’所围成的面积, 其功率变化很小,而其效率却随之降低。 当采用变频调速时,可以按需要升 降电机转速,改变设备的性能曲线,图 中从n1到n2,其工作点调至C点,使其参 数满足工艺要求,其功率为OQ2BH2所 围成的面积,同时其效率曲线也随之平 移,依然工作在高效区。由于功率随转 速3次方变化,故节能效果显著。 节能量P=( H2’-H2)× Q2
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节能原理(5)
通过变频器进行 调速控制时, 扬程 为图中的 B点 (100m), 耗电量 则为D点(340kW)。 可节省的功率为 450kW-340kW=110kW。
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n2
Q
0
Q2
Q1
风机、水泵(平方根转矩负载) 的相似定律-变速前后流量、压 力、功率与转速之间关系为:
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=(n1/n2)2 P1/P2=(n1/n2)3
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整流脉冲数 输出电平
效率
运行方式 控制方式 厂家
由于需要均压电阻,效率较低
四象限运行,能量可回馈 无速度传感器矢量控制 仅AB
模块之间串联,无需均压,效率较高
一、三象限运行,无法实现能量回馈 无速度传感器矢量控制/VF控制 国内外几十个品牌
电流型
电压型
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东方日立(成都)电控设备有限公司
东方日立用户培训资料
变频器基础
赖成毅 2009年11月
东方日立(成都)电控设备有限公司
目录
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变频器基本知识 变频器原理
变频器特殊功能 变频器故障保护
致力于中国变频事业的新发展
变频器基础知识
1
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变频器定义
将固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变 的交流电的装置
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变频器分类(2)
按直流回路储能方式分: 电流型变频器:直流储能器件为电感,直接 控制电流 电压型变频器:直流储能器件为电容,控制 电压基波幅值和频率
相交流
交流3相 50Hz
电流源型
电压源型
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变频调速节能的一般原理
风机性能曲线 Q-流量:单位时间内进入风 机的气体体积;H-压力:单 位气体通过风机后所获得的能 量;P-流体功率,P=QH; η=流体功率/轴功率
管网特性曲线 管网阻力H=KQ2
其中K为管网总阻力系数 风机在运行时,其工作点是风机 H-Q曲线与管网H-Q曲线的交点
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节能原理(1)
ห้องสมุดไป่ตู้
P=Kp*n3
P为负载功率 Kp为常数 n为电动机拖动负载的转速 对于风机、泵类平方转矩负 载,电机的输出功率与电机转 速的立方成正比
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节能原理(2)