自在自线亚洲а∨天堂在线-中文字幕一区视频播放-扒开双腿猛进入喷水高潮叫声-欧美日本亚洲一区二区-老熟妇高潮偷拍一区二区-国产精品高清一区二区不卡-午夜色福利视频一区二区三区-亚洲国产成人精品福利在线观看-亚洲欧美成人一区二区在线电影

1 引言
當(dāng)系統(tǒng)容量較大時(shí)，輸入諧波問(wèn)題是大容量變頻器的一個(gè)突出問(wèn)題。對(duì)交一直一交變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，常用的整流器均采用晶閘管相控整流電路或二極管整流電路，直流側(cè)采用電容濾波，這使交流側(cè)的電流呈尖峰性而非正弦波。大量使用由這些電路構(gòu)成的裝置已成為電力系統(tǒng)中的主要諧波源，且消耗大量的無(wú)功功率。變頻器輸出的諧波電流也會(huì)使電動(dòng)機(jī)損耗增加，因而發(fā)熱增加，電機(jī)出力下降。對(duì)于上述技術(shù)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在降低輸入諧波與輸出諧波為目標(biāo)，對(duì)大功率變頻器的拓樸結(jié)構(gòu)開(kāi)展了比較深入的研究。本文對(duì)目前幾種有代表性的高壓變頻器主電路拓樸結(jié)構(gòu)以及諧波抑制技術(shù)進(jìn)行了分析和介紹。

2 采用多重移相疊加技術(shù)的變頻器
多重移相疊加技術(shù)是由a．kernick等人早在1962年提出的。多重移相疊加技術(shù)是指把兩個(gè)或兩個(gè)以上輸出頻率相同，輸出波形也相同(幅值可以不同)的整流電路或逆變電路，按一定的相位差疊加起來(lái)，使它們的交流輸入或交流輸出波形的低次諧波相位相差180°而相互抵消，以得到諧波含量較少的準(zhǔn)正弦階梯波的一種技術(shù)。多重疊加可以是等幅波形的疊加，也可以是變幅波形的疊加。從改善疊加后波形的角度來(lái)看，變幅疊加效果要優(yōu)于等幅疊加。多重疊加還可以是串聯(lián)疊加和并聯(lián)疊加，串聯(lián)疊加可以解決大功率變頻器高電壓的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題;并聯(lián)疊加可以解決大功率變頻器大電流的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。
2.1 多重化整流
多重化整流是按一定的規(guī)律將兩個(gè)或更多個(gè)相同結(jié)構(gòu)的整流電路進(jìn)行組合，得到多脈動(dòng)整流系統(tǒng)，將整流電路進(jìn)行移相多重聯(lián)結(jié)可以減少交流側(cè)輸入電流諧波。對(duì)于變頻器網(wǎng)側(cè)交流輸入電流來(lái)說(shuō)，采用并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)和采用串聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的效果是相同的。采用多重聯(lián)結(jié)不僅可以減少交流輸入電流的諧波，同時(shí)，也可以減小直流輸出電壓中的諧波幅值和脈動(dòng)。
采用脈動(dòng)寬度為60°的6脈動(dòng)三相全波整流電路作為基本單元，使m組整流電路的交流側(cè)電壓依次移相 α=60°/m，則可組成脈動(dòng)數(shù)為p=6m的多脈動(dòng)整流。
對(duì)于p=12脈動(dòng)整流，可采用整流變壓器為常規(guī)接線的ｙ/ｙ-12(或δ/δ-12)和ｙ/δ-11或(δ/ｙ-1)的兩組6脈動(dòng)整流，兩者交流側(cè)副方電壓互相移相30°，直流側(cè)并聯(lián)(或串聯(lián))后組成12脈動(dòng)整流。
對(duì)于p=18脈動(dòng)及以上的移相角α，通過(guò)整流變壓器一次繞組采用曲折接線(z接線)實(shí)現(xiàn)，各整流單元互相并聯(lián)或串聯(lián)，共同向直流負(fù)載供電。只要滿足m組6脈動(dòng)整流交流側(cè)的電壓u2(n)(n=1，2，……，m)大小相等(整流變壓器的變比相同)，依次移相α=60°/m，即可得到p=6m脈動(dòng)對(duì)稱(chēng)平衡的多相整流。
下面以圖1所示的并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)系統(tǒng)為例，分析其諧波電流特性。

2.2 逆變器的多重聯(lián)結(jié)
與多重化整流相似，可將多重移相聯(lián)結(jié)技術(shù)用于逆變器，以減小變頻器輸出諧波。目前，從大功率變頻器輸出端來(lái)看，逆變器的多重聯(lián)結(jié)有兩種主流結(jié)構(gòu):一種是直接疊加輸出，即單元串聯(lián)多重化;另一種是變壓器耦合疊加輸出，其原理分別如圖2(a)和圖2(b)所示。

圖2 逆變器的多重聯(lián)結(jié)示意圖
單元串聯(lián)多重化變頻器的特點(diǎn)是:
(1) 可以通過(guò)串聯(lián)單元的個(gè)數(shù)的選擇適應(yīng)不同的輸出電壓要求;
(2) 具有完美的輸入輸出波形，能適應(yīng)任何場(chǎng)合及電機(jī)使用;
(3) 由于各功率單元具有相同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，便于將功率單元模塊化，實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì);
(4) 使用的功率單元及功率器件數(shù)量多，裝置的體積和重量較大;
(5) 無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量回饋及四象限運(yùn)行。

變壓器耦合式單元串聯(lián)高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由cengelci.e等人于1999年提出的。其主要思想是用變壓器將多個(gè)常規(guī)二電平三相逆變器單元的輸出疊加起來(lái)，實(shí)現(xiàn)更高電壓輸出，并且常規(guī)逆變器可采用普通低壓變頻器的控制方法，使得變頻器的電路結(jié)構(gòu)及控制方法都大大簡(jiǎn)化。輸出變壓器起著十分重要的作用，也可能是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)樘笕萘康淖儔浩鲿?huì)限制其應(yīng)用。這種高壓變頻器具有如下突出的優(yōu)點(diǎn):
以多個(gè)常規(guī)的變頻器為核心可構(gòu)成高壓變頻器;
多個(gè)常規(guī)變頻器平衡對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，各自平均分擔(dān)總輸出功率;
整個(gè)變頻器的輸出可等效為優(yōu)于普通三電平變頻器多電平pwm輸出波形，總諧波畸變率thd<0.3%，dv/dt也較低;
網(wǎng)側(cè)諧波小，功率因數(shù)高。
2.3 串聯(lián)多重疊加電壓型變頻器
圖3所示為6kv變頻器的主電路拓?fù)鋱D，每組由5個(gè)額定電壓為690v的功率單元串聯(lián)，每個(gè)功率單元由輸入隔離變壓器的15個(gè)二次繞組分別供電，15個(gè)二次繞組分成5組,每組之間存在一個(gè)12°的相位差。圖3中以中間△接法為參考(0°)，上下方各有兩套分別超前(+12°、+24°)和滯后(-12°、-24°)的4組繞組，所需相差角度可通過(guò)變壓器的不同聯(lián)接組別來(lái)實(shí)現(xiàn)。其輸入功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，總諧波畸變率thd<1%。

圖3 串聯(lián)多重疊加電壓型變頻器拓樸結(jié)構(gòu)
2.4 整流變壓器組別優(yōu)化接法的交交變頻器
在軋鋼工藝中，熱連軋機(jī)的主傳動(dòng)采用大功率變頻調(diào)速，需要多套系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行。交交變頻調(diào)速裝置網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)相對(duì)較低，諧波含量大，如果對(duì)整流變壓器聯(lián)接組別的進(jìn)行優(yōu)化選擇，在n套系統(tǒng)參數(shù)、運(yùn)行條件完全相同時(shí)，使n臺(tái)整流變壓器副邊線電壓相位互差(60/n)°，可以使 連軋機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流總諧波畸變率thd最小。多套交-交變頻系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，整流變壓器最優(yōu)連接組別及網(wǎng)側(cè)合成電流諧波如表2和表3所示。
表2 多套系統(tǒng)整流變壓器最優(yōu)連接組別

表3 多套系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行網(wǎng)側(cè)合成電流諧波

3 采用多電平技術(shù)的變頻器

多電平逆變器的思想最早是20世紀(jì)80年代初由a.nabae提出的。與傳統(tǒng)的兩電平逆變器相比，多電平逆變器由于輸出電平數(shù)增加，使得輸出波形具有更好的諧波頻譜和較小的dv/dt，且每個(gè)開(kāi)關(guān)器件承受的電壓應(yīng)力較小，特別適合于高壓大功率場(chǎng)合，如電力系統(tǒng)靜止無(wú)功發(fā)生器、電力有源濾波器、upfc、新型直流輸電及高壓交流調(diào)速等。多電平逆變器主要有三種基本結(jié)構(gòu):二極管箝位式、飛跨電容式和級(jí)聯(lián)式。其中二極管箝位式多電平逆變器由于不要求相互獨(dú)立的直流電源來(lái)維持每個(gè)電平電壓，不需要變壓器就可以與電網(wǎng)直接相連，因而比其他結(jié)構(gòu)具有更廣范的應(yīng)用領(lǐng)域。
將多電平逆變器的拓樸結(jié)構(gòu)和基本控制策略(例如空間電壓矢量控制)用于變頻器的整流輸入側(cè)，可以構(gòu)成高功率因數(shù)整流器，同時(shí)可以大大減小網(wǎng)側(cè)諧波電流。

3.1 “多重化不控整流＋多電平逆變”結(jié)構(gòu)的變頻器

圖4 “多重化不控整流＋多電平逆變”結(jié)構(gòu)的變頻器
圖4是以二重化整流器與二極管箝位式三電平逆變器結(jié)構(gòu)的變頻器結(jié)構(gòu)原理圖，以及逆變器輸出電壓、電流和電動(dòng)機(jī)電壓、電流波形圖。
3.2 “多電平整流＋多電平逆變”結(jié)構(gòu)的變頻器
圖5和圖6給出了采用中點(diǎn)箝位式整流器和逆變器的三電平pwm電壓型變頻器的主電路拓樸。采用有源前端afe(active front end)技術(shù)可使傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，而且整流器輸入電流基本上是正弦的。圖5是由igct組成的變頻器的拓樸結(jié)構(gòu)，直流環(huán)節(jié)中h型結(jié)構(gòu)的箝位電路的作用是限制電流上升率和變頻器內(nèi)部電流沖擊。圖6是由igbt元件串聯(lián)組成的變頻器的拓樸結(jié)構(gòu)，電路中沒(méi)有采用無(wú)源箝位或緩沖電路。
對(duì)于有源前端整流器，特定諧波消去法(she)是一種有效的消除諧波的控制算法。圖7表示的是采用she算法消除11和13次諧波時(shí)，afe整流器輸入電壓頻譜圖。圖7中，調(diào)制比m分別取m1=0.872，m2=0.891，m3=0.897，m4=0.910，m5=0.940。

圖5 由igct組成的 3l-npc 電壓型變頻器的主電路拓樸結(jié)構(gòu)圖

圖6 由igbt組成的 3l-npc 電壓型變頻器的主電路拓樸結(jié)構(gòu)圖

圖7 采用消除11和13次諧波的she策略的afe輸入電壓頻譜圖
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著用電容量的不斷增加，為了減少線路損耗，我國(guó)以及歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，都將配電電壓等級(jí)向更高方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)將會(huì)逐步形成l0kv主配電回路并相應(yīng)配置10kv高壓電機(jī)的主流趨勢(shì)。因此，高壓大容量變頻器主電路的拓樸結(jié)構(gòu)以及輸入輸出諧波抑制技術(shù)仍然是當(dāng)前世界各國(guó)相關(guān)行業(yè)競(jìng)相關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。