常规热连轧主传动交流变频调速系统3

电气与控制技术 2015-03-29 20:47:32
    3.2.3 交直交变频器存在的问题
  尽管交直交变频器具有输出频率高、功率因数高等优点,但交直交变频器仍存在许多待改进的问题:
  (1)当前大功率高电压电力电子器件处在发展期,GTO元件面临淘汰,IGBT,IGCT尚待成熟。
  (2)采用IGCT(或者GTO)、IECT的变流器,器件故障造成直通短路的保护还是难题;电源侧变流器如果发生直通短路会造成电网短路,所以变流器必须采用高漏抗输入变压器,一般要求15%,甚至高达20%。
  (3)交直交变频器低频运行时过载能力减低,一般运行在5Hz以下时变频器过载能力减半。
  (4)交直交变频器输出PWM调制电压波形的电压变化率du/dt很高,容易造成电机和电器的绝缘疲劳损伤;输出导线较长时,共模反射电压会在电机侧产生很高的电压,如果是两电平的变流器,这个电压的峰值是直流电压的两倍,如果是三电平的变流器,这个电压的峰值是中间一半电压的三倍。
  (5)交直交变频器PWM调制将产生谐波、噪声、轴电流等问题。
    4、两种交流变频调速系统对比
    4.1.采用电力电子器件区别
  交交变频:采用器件为晶闸管,是一种非常成熟的电力电子器件。
  交直交变频:采用器件为IGBT、GTO、IGCT、IEGT等,为新型可关断器件,这些器件尚在不断改型与更新,使用经验不足,呈过渡性。
    4.2.控制方式区别
  交交变频:采用全数字矢量控制方式。
  交直交变频:采用脉冲调宽(PWM)全数字矢量控制或直接转矩控制方式。
    4.3 过载能力
  交交变频:较大,能承受250%过载。特别是在低速时,具有并超过直流电机特性。
  交直交变频:较小,通常为136%。要提高过载能力必须加大装置容量以满足最大出力。低速时(频率低于5赫兹)过载能力下降,一般要降低50%。
    4.4 速度范围
  交交变频:一般最高使用频率为22Hz,高于22Hz系统特性变差, 适用于中、低速传动。因此用于轧机时,电动机的最高转速为660r/min。
  交直交变频:适用于中、高速,最低使用频率为5Hz,频率过低时力矩脉动加大,出力降低。最高频率可达到100Hz,电动机的最高转速可达6000r/min。
    4.5 整流变压器容量
  交交变频调速装置按变频电压峰值选择整流变压器,其容量约为电动机容量1.8~2倍;交直交变频调速装置选择整流变压器容量为电动机容量1.3~1.4倍。交交变频比交直交变频的变压器容量大,变压器铁损大即空载损耗大。
    4.6 所用电缆
    交交变频器输出电压低,工作电流大,电缆尺寸相应大;交直交变频器输出电压高,电缆耐压等级需要提高。
    4.7 电机
    交交传动配套的低速同步电机转动惯量大,总重量大,投资较高。
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