摘 要:当电动机容量较大时,大功率变频器的输入谐波对电网的影响以及输出谐波对电动机的影响成为了交流变频系统中突出的问题。为了减小大功率变频器的谐波,普遍采用多脉动整流、变压器耦合输出、多电平和单元级联技术,形成了以多脉动整流拓扑或多电平拓扑为输入级、以变压器耦合输出或多电平输出拓扑为输出级的大功率变频器主电路,以及多重化结构的大功率变频器主电路。本文对目前几种有代表性的高压变频器主电路拓扑及输入输出谐波进行了分析,并与IEEE-519标准进行比较,研究了变频器的谐波特性。
关键词:多重化 多电平 单元级联 变压器耦合输出
1 引言
由于大功率风机、水泵的变频调速方案可以收到显著的节能效果,具有重大的经济效益,因此,高压大功率变频调速技术的研究已发展成为各国节能事业的主导方向之一。电力电子变流电路仍然是变频技术的核心,由于电力电子器件都工作于开关状态,由这些电路构成的装置已成为电力系统中的主要谐波源,变频器输出的谐波电流会引起谐振和谐波电流放大,危害旋转电机和变压器,影响继电保护和电力测量准确性。近年来,围绕抑制谐波电流,研究人员在电路结构和控制技术等方面提出了不同的整流和逆变方案,形成了多样化的大功率变频技术。请登陆:输配电设备网 浏览更多信息
本文系统地归纳了高压大功率变频器的结构,研究了各类变频器的谐波抑制原理,深入分析了高压大功率变频器的输入、输出谐波,并以IEEE-519规定为标准,进行了比较研究,为变频器的选择提供了参考。
2 谐波抑制标准(IEEE-519)简介
为了限制变流装置及非线性负载对电力系统的谐波干扰,世界各国及相关组织都制定了有关标准,以保证电网的供电质量。其中权威性的是美国电气和电子工程协会(IEEE)制定并作为美国国家标准(ANSI)的IEEE-519。该标准详细分析了波形畸变的原因及其影响;确定了判别畸变程度的参量;制定了对电力系统中波形畸变的限制;介绍了波形畸变的分析方法和控制措施等,对从事大功率变频调速系统开发和应用的工程技术人员具有指导性的作用。
IEEE-519中的限制均是针对系统稳态运行时提出的“最差”条件,暂态过程中允许出现超过此标准的情况。