九洲普惠风机丨中压变频器原理及在风机上的应用

随着技术进步，特别是一些电力电子器件的制造技术、电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术的发展，交流调速电气传动已经上升到电气调速传动的主流，改变了由直流电动机调速占统治的地位。中压变频器的原理与低压变频器的原理是一样的，即通过改变其定子磁场的频率实现对速度的控制。

改变异步电动机的供电频率，可以改变其同步转速，实现调速运行。对异步电动机调速控制时，希望电动机的主磁通保持额定值不变。磁通太弱，铁心利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩小，电动机的负载能力下降；磁通太强，则处于过励磁状态，使励磁电流过大，这就限制了定子电流的负载分量。为使电动机不过热，负载能力就要下降。因此实现异步电动机的调速方式有以下两种：一种是基频以下的恒磁通变频器调速，是属于恒转矩调速方式。另一种是基频以上的弱磁变频调速，属于近似的恒功率调速方式。

中压变频器（与电网电压比较为中压）根据高压组成方式，可分为直接高压型和高-低-高型；根据有无中间直流环节，可分为交-交变频器和交-直-交变频器。在交-直-交变频器中，按中间直流滤波环节的不同，可以分为电压源型（也称电压型）和电流源型（也称电流型)。高-低-高型变频器采用变压器实行输入降压、输出升压的方式，其实质还是低压变频器，只不过从电网和电动机两端来看是高压的，是受到功率器件电压等级技术条件的限制而采取的变通办法，需要输入、输出变压器，存在中间低压环节电流大、效率低下、可靠性下降、占地面积大等缺点。直接高压交-直-交变频器直接输出高压，无需输出变压器、效率高，输出频率范围宽，应用较为广泛，吸风机变频器就是采用直接高压交-直-交电流源型中压变频器。它采用大电感作为中间直流滤波环节，整流电路采用SCR晶闸管作为功率器件，逆变部分采用GT0(1557中压变频器)或SGCT(PowerFlex7000)功率器件。吸风机变频器由于存在着大的平波电抗器和快速电流调节器，所以过电流保护比较容易。当逆变侧出现短路故障时，由于电抗器存在，电流不会突变，而电流调节器则会迅速响应，使整流电路晶闸管的触发延迟迅速后移，电流能控制在安全范围内。九洲风机厂为了对接地也实现保护，把滤波电抗器分为两半，上下直流母线各串一半。电流源型变频器的一大优点是能量可以回馈电网，系统可以四象限运行。虽然直流环节电流的方向不能改变，但整流电压可以反向（当整流电路工作在有源逆变状态时)，能量可以回馈到电网。