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浅谈大功率同步电机三电平变频天津同步电机调速系统

单绕组和双绕组同步电机价格相当。对电控系统?来说,双绕组电控系统价格要高于单绕组电控系统约30%,但是双绕组同步电机电控系统是每个绕组配置一台变频器,当一台变频器回路出现故障时(例如高压柜、变压器、变频器:等),当可!实现半;速全载、运行。天津同步电机

三电平结构可大大减轻du/dt 对功率器件和电机绝缘的影响,降低功率设备的EMI水平,减小”系统损耗。同时背靠、背;拓扑“利于功率:系统、结构化;设计,利于维护,使系统可靠性”大”大增强。

(2)直流系统在低速时,不可避免的要受电流纹波的影响(3。3ms),低速精度;会有影响;而同步机;变频系统!低速控。制精度要好于、直流电机,可实现、零速时全负!载。

三电平高压变频器中同时应用SVPWM和SHEPWM,即低频时采用异步SVPWM,高频时采用SHEP。WM,避免了高频时SVPWM谐波特性变差和SHEPWM在低频时存储量大的缺点,充分发挥“了二者!的优点,得到较、好的输,出波形。混合调?制的?难点在于?衔接:问题,文中?分析了,影响二者之间平滑切换的、原因并提,出了具体的解决方法,保证了。切换过程中电压和电流没有跳,变。采用PSIM软件对三电平SVPWM和SHEPWM进行了仿真研究,并在实际三电平变频器控制平台上进行了实验。在电力系统、轧钢、造纸、煤炭等;领域;对设;备可靠性、**性要求很高的应用。场合,采用三:电平变频调速系统天津稀土永磁同步电机,不但能降;低能耗,提高。生产效率。此变频调速。系统结。构简单,体积小。与两电”平相比,采用”同样电、压等级,器件可?以实现”2倍的电?压输”出。降低电机的共模电压,降低对电网的“共模干“扰。能方便实现“能量的双向流动,电机的。四象限;运行。与两电平相比,输出du/dt减小一半,相电压输出电平数增加,输出谐波减小。

(1)同直流系;统相比,同步机变频系统具有更好的转矩响;应,直流系统功率器、件是晶闸“管,控制。周期是3。3ms,而同步机变频系统!使用的是:IGBT,控制频?率一般是2KH“Z,根本不是;一个数量级的。

目前交流电机?的调速技术已经非常成熟,同步机变频调试系统采用矢量控制技术,或称磁场定向控制技术,通过坐标变换,把交流电机的定子电流分解成转矩分量和励磁分量,用来分别控制电机的转矩和磁通,就可以获得和直;流电机相仿的高动态性能。

“三电平,控制”,既继承了“二电平控:制”的优点,又解决了“原,来“二电平控?制”的缺点和,不足,但是,三电?平变频”器涉及到“一“个中心点接地、的问题,由于现在我们国家”煤矿井下的供电系统,规定中“心点不接地,为此目前所研发的三电平。变频器能否应用到井下,便是一个急需解决;的问题。

晶”闸管!装置基本上相对于一个感性负、载,随着!控制角的改变,其功率、因数也。发生变化。运行期间:一般在0。02-0。7之间,即起!动阶段功率因、数”很低,等速段功率因数较高,需要进行无功补偿。而且直流系统启动无功冲击大,引起电网电压发生波动,尤其对矿井提升机这类短时重复工作制的负荷,电压波动问题更加突?出。

随着科技的不断进步,电子产业更新换代频率越来越高,在大功率调速?传动领域已出现交流传动取代直流传动的趋势。对于大容量生产机械,如轧钢机、矿井:提升机、船舶推进!以及”牵引传动,交流变频?同步电。机调,速传动不仅具有与直流传动同样优越的调速性能,还具有过载能力大、效率高、体积小、重量轻、转动:惯量小、维护简单和可靠”性!高,等优点。同步电,机与:异步。电机变频调速相比较,又具有功率因数高、变频器容。量小、弱磁区转矩特性好等特点。由于交流变频同步电。机”调速传动具有上;述优点,国内外工业界在大容量调速传动中已陆续采用并推广!这一技术。

内容主要包括以下内容:变压器、高压柜、低压天津同步电机配电系统、PLC控制系“统、全数字同步机调速调节系统(包括定子变流柜;励磁整流柜;同步机交流系统调节柜)、操作台及上位机监”控系统、其它部分外围设备,系统总图如下。

而同步电机变频系统,采用了先进的SVPWM控制技术,抑制了谐”波,系统谐波含量极小。满足国际和国内,标准,不需要增加治理装置。

三电平变频调速系统基于数字化、自动化、网络?化和信息化,等先进技:术,采用“交流同步变频电机+双三电平:变频:器+全数字D”SP调节控制+多P?LC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控?制模式,与其他一般型;设备配套、使用,完成大功率电力拖动系统调速控制。

定子变流采用背靠背双三电平结构,网侧为三电平全控整流系统,主要作,用为直流、电压调节,和网侧。功率因数控制,阀侧为三电平逆变系!统,主要完成“速度!闭环、天津同步电机转矩控制、电流控制、功率因数“调节:等功能,中间:为大容量电容?器,主要起到滤波和无功缓冲作用。

由于晶闸管变流器采用相切控制方式调节直流电压或电流,使电网正,弦波。型受到切割,并由此产生谐波电流,致使电网电压波形畸。变。危害是使设?备发热,力矩不稳,甚至损坏。

(3)基于电。机的原因,由于同:步机”没有换向火花对过载:能力的限制,同步机变频系统过载能力也大于直流电控系统。电控系统的过载能力只与功率器件有关系。

而采用全控整流变换器进行网侧接口的三电平交直交变换器 可实现功率因数为0。98以上,在轻”载时还:可对其他;无功需求进行补偿,其网侧谐波含量可在不增加滤波器的前提下符合国际标准。