說明:6SL3210-1SE31-8AA0SINAMICSS120變頻器
6SL3210-1SE31-8AA0
SINAMICS S120 變頻器 功率模塊 PM340 輸入:380-480V 三相交流,50/60Hz 輸出:三相交流 178A(90kW) 結構形式:塊大小 組件 FSF 安裝有進線濾波器 內部風冷
參數:6SL3210-1SE31-8AA0SINAMICSS120變頻器
電力電子裝置中的相控整流和不可控二極管整流使輸入電流波形發生嚴重畸變,不但大大降低了系統的功率因數,還引起了嚴重的諧波污染。另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應力,并給周圍的電氣設備及電波造成嚴重的電磁干擾(EMl),而且情況日趨嚴重。許多國家都已制定了限制諧波的國家標準,電氣電子工程師協會(IEEE)、電工委員會(IEC)和大電網會議(CIGRE)紛紛推出了自己的諧波標準。我國政府也分別于1984年和1993年制定了限制諧波的有關規定。
對策
(1)諧波抑制為了抑制電力電子裝置產生的諧波,一種方法是進行諧波補償,即設置諧波補償裝置,使輸入電流成為正弦波。
傳統的諧波補償裝置是采用lC調諧濾波器,它既可補償諧波,又可補償無功功率。其缺點是,補償特性受電網阻抗和運行狀態影響,易和系統發生并聯諧振,導致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補償固定頻率的諧波,效果也不夠理想。但這種補償裝置結構簡單,目前仍被廣泛應用。
電力電子器件普及應用之后,運用有源電力濾波器進行諧波補償成為重要方向。其原理是,從補償對象中檢測出諧波電流,然后產生一個與該諧波電流大小相等極性相反的補償電流,從而使電網電流只含有基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償,且補償特性不受電網阻抗的影響。它已得到人們的重視,并逐步推廣應用。
另一種方法是改革變流器的工作機理,做到既抑制諧波,又提高功率因數,這種變流器稱單位功率因數變流器。
大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術:將多個方波疊加以消除次數較低的諧波,從而得到接近正弦的階梯波。重數越多,波形越接近正弦,但電路結構越復雜。
幾千瓦到幾百千瓦的高功率因數變流器主要采用PWM整流技術。它直接對整流橋上各電力電子器件進行正弦PWM控制,使得輸入電流接近正弦波,其相位與電源相電壓相位相同。這樣,輸入電流中就只含與開關頻率有關的高次諧波,這些諧波次數高,容易濾除,同時也使功率因數接近1。采用PWM整流器作為AC/DC變換的 PWM逆變器,就是所謂的雙PWM變頻器。它具有輸入電壓、電流頻率固定,波形均為正弦,功率因數接近1,輸出電壓、電流頻率可變,電流波形也為正弦的特點。這種變頻器可實現四象限運行,從而達到能量的雙向傳送。
小容量變流器為了實現低諧波和高功率因數,一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數校正(PEC)。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。
(2)電磁干擾抑制解決EMI的措施是克服開關器件導通和關斷時出現過大的電流上升率di/dt和電壓上升率du/dt,目前比較引入注目的是零電流開關(ZCS)和零電壓開關(ZVS)電路。方法是:
?、匍_關器件上串聯電感,這樣可抑制開關器件導通時的di/dt,使器件上不存在電壓、電流重疊區,減少了開關損耗;
②開關器件上并聯電容,當器件關斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區,減少了開關損耗;
?、燮骷戏床⒙摱O管,在二極管導通期間,開關器件呈零電壓、零電流狀態,此時驅動器件導通或關斷能實現ZVS、ZCS動作。
技術
?、俨糠种C振PWM。為了使效率盡量與硬開關時接近,必須防止器件電流有效值的增加。因此,在一個開關周期內,僅在器件開通和關斷時使電路諧振,稱之為部分諧振。
?、跓o損耗緩沖電路。串聯電感或并聯電容上的電能釋放時不經過電阻或開關器件,稱無損耗緩沖電路,常不用反并聯二極管。
在電機控制中主開關器件多采用 IGBT,IGBT關斷時有尾部電流,對關斷損耗很有影響。因此,關斷時采用零電流時間長的ZCS更合適。
矢量控制
矢量控制的名稱來源于:電機可以基于其等效電路圖中的數據建立一個電機模型,電機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流和產生轉矩的電流,并分別加以控制。這樣就可以將異步電機等效為直流電機來控制,因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態性能。在矢量模式下,電機的速度和扭矩可以精確的控制,具有非常好的性能。
電機數據越準確,模型計算工作則更加精確。因此矢量模式的重點是電機模型的精確計算或者說是電機參數的準確的辨別。參數準確才可以通過這種控制方式在精度和控制質量方面達到//佳結果。在矢量控制中,控制的精度和質量優先于控制的動態特性。
矢量控制有2個版本 -無編碼器矢量控制(SLVC)和帶編碼器的矢量控制(VC)。
帶編碼器矢量控制的特點:
3.3 無編碼器矢量控制
在"無編碼器矢量控制"中,控制中的變量"速度"的實際值不是直接測量的,而是通過實際控制變量以及其他輔助變量計算出來的。因此,無傳感器矢量控制 (SLVC) 也稱為頻率控制,因為實際速度是根據電機中的實際頻率和從電壓和電流測量的電流模型等方式計算得來的。
在控制精度和動力特性方面,SLVC不如使用編碼器的矢量控制。
用于模型計算的電流和電壓等變量受干擾等因素的影響,需要使用軟件中的濾波算法進行處理,在轉矩控制方面會存在不足,并且對計算時間和實際值的準確性有影響,因此也會影響動態效果。
并且由于低速下模型無法足夠精確地得到相關的物理信息,因此在低頻范圍內矢量控制會從閉環切換為開環。