2)串联元件主要以IGBT、GTO和IGCT等为主,因而这种类型变频器属于电压型变频器,只能实现能量的单向流动,不能将电能反馈电网。
图2 48高一低结构高压变频器的电气连接图
(a)串联结构;(b)变频功能单元;(c)多电平移相PWM控制
3.高一高直接高压结构
所谓直接高压方式,就是直接对高压进行整流后逆变输出,无需降压/升压变压器,可以选择隔离变压器或采用进线电抗器,整流部分可以采用PWM整流器或移相整流器,结构框图如图2 - 49所示。常见的高一高直接高压结构有以下几种:功率器件串联二电平电流型高压变频器,中性点钳位三电平PWM高压变频器,多电平高压变频器等。
图2 - 49高一高直接高压结构
(1)功率器件串联二电平电流型高压变频器。这种类型的变频器多为电流源型变频器,采用大电感作为中间直流滤波环节。整流电路一般采晶闸管作为功率元件,根据电源电压的不同,每个桥臂需由晶闸管串联,而逆变器则采用晶闸管或GTO、SGCT等功率元件串联。图2-50所示是此类变频器的结构示意图。
图2 - 50功率器件串联二电平电流型高(中)压变频器的结构示意图
美国罗克韦尔(A-B)公司生产的中(高)压变频器Bulletin1557系列,其电路结构为交一直一交电流源型,采用功率器件GTO串联的两电平逆变器。控制方式采用无速度传感器直接矢量控制,电动机转矩可快速变化而不影响磁通,综合了脉宽调制和电流源结构优点,运行效果近似直流传动装置。在Bulletin1557系列的基础上,A-B公司又推出了Powerflex7000系列用新型功率器件——对称门极换流晶闸管SGCT代替原先的GTO,使驱动和吸收电路简化,系统效率提高,6kV系统每个桥臂采用三只耐压为6500V的SGCT串联。Powerflex7000系列产品具有如下特点:
1)电流源变频器的优点是易于控制电流,便于实现能量回馈和四象限运行;缺点是变频器的性能与电动机的参数有关,不易实现多电动机联动,通用性差,电流的谐波成分大,污染和损耗较大,且共模电压高,对电动机的绝缘有影响。
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