高压大功率变频器研究

关键词： 大功率 变频 调速 高压

高压大功率变频器研究（精选八篇）

高压大功率变频器研究 篇1

1 节能措施的国内外现状

国外普遍采取的是能量回馈技术, 主要是应用高压变频器对大功率电机设备进行调速控制, 利用能量转移回原始设备的功率消耗的反馈分量部分, 从而达成降低能源损耗的整体效果。德国西门子公司研制的高压电机的四象限运行电压型交流变频技术已经非常成熟, 非常普遍。日本富士公司推出的FRENIC、 RHR系列再生能量装置, 也是十分有效、十分成熟的大功率电机改造的成品。但是国外的高压变频装置总的说来价格偏高、对电网的专业要求也很高, 不太适合中国工农业共同发展的现阶段基本国情。我国的技术已经能够支撑高压变频装置的研发, 技术上也较为成熟。高压变频器作为一种高效节约性产品, 也已经被普遍地使用在中国的各行各业。将变频技术引入到中国工农业的大功率电机设备的节能改造中, 能在很大程度上节约电能, 提高生产效率, 减少单位产品的能量使用成本。高压变频器的应用, 为各行业的发展做出了巨大的贡献, 也为整个社会带来良好的经济效益。

2 高压变频器的工作原理和优势

2.1 高压变频原理

高压变频器应用单位复用复合技术。其内在结构是多个YWM功率单位串联, 并把高压变频器组件串联, 构成电压型变频器系统。它由几个YWM功率单位通过串联组成, 将高压变频器组件直接串联构成多级电压型高压变频器。高压变频器采用多台单相逆变器串联连接, 在多重叠加时, 每台逆变器中PWM的三角波有均匀的相位位移, 致使高次谐波互相抵消, 减少输出电压中的谐波含量, 输出波形十分接近正弦波, 得到高压交流电, 从而实现高压输出。它对输入和输出变压器的影响很小, 因此设备内在的电能消耗也随之降低, 并且随着材料器件的集成化趋势进一步发展, 电机所使用的变频器的空间位置也将越来越窄。这种高压变频器具有高效率低能耗小体积的特点。

2.2 节能原理

随着企业的进一步发展, 大功率电机也越来越普及, 传统低功率电机在工作时的恒定动力消耗了较大的电能, 造成了极大的成本浪费。高压变频调速技术使大功率电机根据负载的增减情况不断地调节原动力, 使得输入和输出电能平衡, 有效地降低了电能损耗。功率、转矩、转速存在着关系:P=MV, 降低大功率电机的原理就是这个式子的具体应用。当电机的负载发生变化时, 应用高压变频调速技术, 在电机的负载发生变化时就及时通过高压变频器的电机频率调节机制, 使得电机转速发生改变来保持输入、输出电能的同步并最终平衡, 达到大功率电机节能的目的。

2.3 变频调速的优势

三相异步电机的运行区域包括最佳运行区、普通运行区以及不经济运行区。最佳运行区的电机负载率最高, 一般来说会高于70%, 而不经济运行区得负载率是最少的, 大约是在40%以下。因此根据相关能耗规范, 应当对平均负载率超过70%的大功率电机进行改造。高压变频器的调频原理是通过改变输入电压的频率, 来适应电机设备负载的变化, 并实现电能输入与输出均衡, 来确保在最佳状态的电力工作。调频电机设备, 以确保其有效运作无论是在哪种电压下, 这样不仅提高了电机的自我调节的能力, 避免电机遭受冲击, 也达到了降低单位能耗, 提高能源利用效率的目标。

3 高压变频器的实际应用

3.1 在大型工业生产上的应用

随着科学技术的发展, 高压变频器技术已经越来越成熟。高压变频器的变频装置已经具备超高的预测能力和智能分析能力, 对于高压水泵、高压风机等这类对于负载随着时间变化反应较为灵敏的设备来说, 它具有十分明显的节能的作用, 并还能通过特殊装置起到一定的保护电机的作用。为此, 该文对某锅炉厂的大型锅炉风机进行的节能改造并对改造前后的能量损耗作出对比, 研究高压变频器在大功率电机中的实际应用。以锅炉风机这种相对大功率电机为例进行分析, 经调查可知, 它在变频前的运行功率大约是1 880 k W, 变频改造之后的功率是1 400 k W, 从得到的数据可以分析, 正常情况下它的单位年内的工作天数是300天, 单位天内的工作时间是20小时, 假设一度电是0.7元, 那么变频后的节约电量:

△Q=P1T1-P2T2=300×20×1 880-300×20×1 400=2 880 000 k W·h;

W=△Q*0.7=2 016 000=201.6万元;

经过以上的粗略估算, 对这台2 000 k W的电机节能改造后, 这家锅炉厂每年能节约的费用多达200百万余元。可以想象, 对该锅炉厂全部大功率电机都应用高压变频器实行节能改造, 那么节约的成本不可估量, 高压变频器的应用有效降低了企业在生产上不必要的电能消耗耗, 极大地缩小企业成本。此外, 大功率电机经过改造后, 在很大程度上保证了设备运行的安全性, 减轻了噪声污染, 延长了电机的使用寿命, 减少了维护费用, 同时也避免了意外停机带来的损失, 环境, 提高了企业自动化控制水平, 降低了劳动者的工作强度, 在创造了良好经济效益和社会效益的同时, 也促进了企业市场竞争力的提高。

3.2 在电力系统晃电故障中的应用

电力系统在运行过程中, 由于雷击、对地短路、故障重合闸、企业的电网故障、大型设备启动等原因, 造成电网故障, 导致电网电压瞬间增高呈不稳定状态或者造成瞬时断电, 但又能很快恢复正常的情况, 称为“晃电”。高压变频器在晃电故障中也有很大的作用。通过对变频器的参数调整、增加变频器的直流电源支撑系统及电气控制回路电源改接UPS电源等措施, 能有效保证变频器在电网晃电时稳定运行。此外还可以将高压变频器主电路中的直流母线回路引出, 并连接到直流支撑装置的直流输出接触器上, 在电力系统出现晃电故障时, 依靠直流支撑装置蓄电池提供的稳定电流提供给高压变频器, 使大功率电机转速不波动或变频器欠电压保护不动作, 达到大功率电机不跳停的目的, 确保电机在电网“晃电”时的稳定运行。

4 结语

总之, 变频器在大功率电机节能改造中的应用, 有效地提高企业在单位电能内的生产效率, 在保证大功率电机在安全稳定运行的同时, 也降低了企业的维护、生产成本。就国内工农业的现阶段发展而言, 大功率电机应用高压变频器的节能改造拥有着广阔的发展前景和市场。

参考文献

[1]周京华, 周皓, 袁奎星, 等.三电平大功率通用变频器的研制[J].电力电子技术, 2008, 42 (4) :15-17.

[2]国家经贸委“市场经济条件下政府节能管理模式研究”课题组.市场经济条件下政府节能管理模式研究[M].中国电力出版社, 2004.

微波高功率放大器的高压电源研究 篇2

微波高功率放大器的高压电源研究

速调管因具有输出功率大、效率高、成本低、工作稳定可靠的优点,在微波发射装置中仍占据着重要的地位.用速调管做微波发射机的功率放大器,需要一个高电压、高稳定度、低纹波、大范围可调的大功率直流稳压电源;利用相控电路控制可控硅的导通角,对输入电压进行粗调,再用线性稳压电路稳定输出电压,既保证了稳压精度,又使调整管的.管压降限制在规定的范围内,成功地解决了高压稳压的问题,同时过压、过流、短路保护电路,大大地提高了电源的可靠性;测试数据表明,该高压电源工作稳定、安全、可靠、高效,完全符合设计要求;当输入电压变化士10%时,电压调整率SV几乎为零;当负载电流从零到满载(300mA)变化时,电流调整率SI<0.1%;纹波电压<0.01%;电源效率>75%.

作 者：徐志跃 Xu Zhiyue 作者单位：北京航空航天大学,电工电子中心,北京,100083刊 名：计算机测量与控制 ISTIC PKU英文刊名：COMPUTER MEASUREMENT & CONTROL年，卷(期)：15(8)分类号：V242.2关键词：速调管 高压电源 管压降 相控电路

超大功率高压变频器的应用研究 篇3

0 前言

根据所需风量及其要求, 新元公司韩庄主扇选用航空工业沈阳发动机研究所风机厂AGF606-3.8-2.0-2型轴流矿用通风机两台 (配备电动机功率6000kW, 电压10kV) , 一台工作, 一台备用。由于矿井前后期负压变化很大以及为了满足不同运行工况的要求, 风机动叶角度可进行停机联动调节。高压变频调速装置选用了两套荣信公司生产的RHVC-A10/7500-F型大容量高压变频器, 分别拖动两台风机。高压变频器采用功率单元串联多电平技术, 谐波成分小, 功率因数高。

1 通风设备技术特征

通风机型号:AGF606-3.8-2.0-2动叶外径:3800mm

轮毂直径:2000mm;叶轮级数:2;

电动机型号:YKS1000-8;额定功率:6000kW;额定电压:10000V;

额定电流:413A;转速:746r/min;

反风方式:停机后, 直接反转实现反风。

2 变频调速装置主要参数及特点

2.1 主要技术参数

变频器型号:RHVC-A10/7500-F适配电动机:10kV/6000kW变压器:7500kVA。

技术方案:交-直-交、高-高方式谐波:电压≤4%;电流≤4%。

2.2 变频控制方案

1) 变频装置类型选用交-直-交多电平高-高方式;

2) 具有良好的频率调节性能, 能根据负荷的变化及时有效地实现频率调节。

3) 采用多脉波整流, 整流脉波不低于48脉波以消除变频调速系统产生的频率低于30Hz的谐波, 对电网谐波的影响减至最小, 对本体控制系统就地控制柜无谐波影响。

4) 变频装置设以下保护:过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、变频器过载、电动机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等, 并能选择性的联跳输入侧10kV开关, 同时进行故障报警并将故障信号发送到风机控制系统, 由风机控制系统启动备用风机运行。

5) 变频装置带故障自诊断功能, 能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示, 能在就地显示并远方报警, 便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题。

2.3 变频控制性能特点

1) 通过变频装置调节风机转速, 是使扇叶角度调节在高效率区工作, 然后通过变频装置改变风机转速来调节风机为所需风量, 即调节工况点 (风量、风压) , 使风机在最佳工况点、最高效率区运行, 节能效果显著。

2) 变频装置在调速节能的同时, 也兼有主通风机软启动功能。主通风机功率很大, 直接启动电流非常大, 对电网的冲击严重, 对风机扇叶、轴和电动机的绝缘等造成威胁。有了变频装置的软起功能, 风机的启动冲击和影响不复存在, 将大大延长电动机、风机及扇叶轴等的寿命, 降低维护和维修费用。

3) 变频器的使用将大大提高系统的可控性。通过PLC控制器和上位机实现自动控制, 系统监控范围包括:高低压配电、风门开关过程、变频器输出频率、电动机各种保护、风机风量、压力、震动等方面, 可完全实现闭环自动控制。

3 高压变频调速装置系统原理

3.1 变频系统主接线原理图 (图1)

1) 变频运行:QF1与QF2闭合、QF3断开, 1号变频器拖动1号主扇变频运行;或QF4与QF5闭合、QF6断开, 2号变频器拖动2号主扇变频运行。

2) 工频运行:QF1与QF2断开、QF3闭合, 1号主扇工频运行;或QF4与QF5断开、QF6闭合, 2号主扇工频运行。

3) 闭锁:当QS3闭合时, 风机系统同一时刻只能有一台电动机在变频下运行, 当QS3断开后, 系统同一时刻只能有一台电动机可工频旁路运行。

4) 变频切换至工频:当风机在高效率区工作或接近满负荷时 (即节电效果不明显时) , 主扇在变频拖动下完成启动后, 变频器停机, 变频器输出柜开关断开, 在风机还处于高速运转状态下, 快速自动投入本机工频旁路拖动主扇运行。

3.2 变频器拓扑结构[1]

变频单元串联多电平技术的高压变频输入侧的整流变压器是采用绝缘等级为H级的干式变压器, 原边绕组连接到电网的10kV高压输入端, 副边有24个二次绕组, 采用延边三角形设计, 在高压变频器每相分为8个不同的相位组, 互差一定的电角度, 经整流形成48脉波的二极管整流电路结构。

每个变频功率单元交流电源电压为720V, 则8个串联叠加后相电压就变为10kV。同样的把相同的3组以相差120°组成3组星型连接时, 就构成三相交流高压且线间电压为10kV。因此, 每个交流电源如果是由单相输出720V的变频器产生, 便可以得到额定为10kV的可变电压可变频率的高压电源也就是10kV高压变频装置。通过高压变频控制机控制每个变频功率单元的单相输出电压幅值和频率来控制施加在电动机上的正弦波高压幅值和频率, 从而按要求控制电动机速度。

3.3 变频功率单元[1]

功率单元串联多电平高压变频器的一个功率单元原理如下:

它是基本拓扑为交-直-交三相不可控整流/单相逆变的变频器, 即此变频器是三相720V交流输入, 单相720V交流输出。整流侧为二极管不可控整流, 将输入的三相交流整流并经电容滤波成直流;逆变侧为IGBT模块的H桥单相逆变, 通过对IGBT逆变桥进行正弦调制的PWM控制, 可将直流逆变得到正弦PWM单相0～720V交流输出。

4 变频节能分析

4.1 理论基础

轴流风机因为扇叶角度可以调整能够取得一定的节能效果。但因为具体通风系统的工况点在不同时期是变化的, 一台主通风机没有办法兼顾各个时期的工况, 因此在某些时期风机是工作在低效率区的, 所以仅是依靠调节扇叶角度调整工况点仍然比较耗能。

风机属于平方转矩负载, 风机的风量Q与转速n成正比, 而风机的功率P与转速n的立方成正比。

风机风量Q=k1n

风机风压H=k2n2

风机功率P=k3n3

采用变频装置以后, 通过变频降低风机转速为主, 配合扇叶角度调整为辅, 将风机的各个时期的工况点调整到比较高的效率区, 风机电能消耗将大幅度降低。

4.2 节能核算[1]

经核算, 正常通风时期需要通风机风量为600m3/s (已含漏风系数及风量富裕系数) , 风压为:容易期2558Pa, 困难期5460Pa。以下对节电效果最不明显的困难期 (风量为600m3/s, 5460Pa) 为例进行节能核算:

a) 不上变频仅调整扇叶角的能耗核算

不上变频时, 风机速度不变化一直工作在额定转速740r/min。此时的风机特性曲线如图2所示。依据困难期的“风量600m3/s, 风压5460Pa, 阻力系数R2=0.015167”和通风管网特性曲线方程H=R2×QP2P, 核算出此阶段的矿井管网阻力特性曲线如图2曲线Ⅱ。此时只能将扇叶角度调整到0°的角度, 0°风机特性曲线与通风管网特性曲线的交汇点为实际工况点, 则实际工况点为 (风量为615m3/s, 5737Pa) , 在风机的0.88效率区.根据通风机性能曲线通风机工况点参数, 计算电机实时功率。

风机轴功率

考虑电动机的效率0.967, 则实际耗电为:4009kW/0.967=4146kW

(n=740r/min)

b) 变频调速系统能耗核算

当扇叶在0°的角度时工况点交到 (风量为615m3/s, 5737Pa) , 而此时仅需风量600m3/s, 风机风量Q=K1n, 所以风机转速应同比降低, 故通过变频装置控制风机速度降低为:

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则:n1=722r/min, 风机速度调整到722r/min, 则此时风机轴功率:

P= (n2/n1) 3×P1

= (n2/n1) 3× (Q×H) / (1000η)

= (722/740) 3× (615×5737) / (1000×0.88)

=0.929×4009

=3724kW

考虑变频装置的效率0.97, 电动机的效率0.967实际耗电为

3634kW/ (0.97×0.967) =3970kW

c) 年节电费

全年的节电为 (4146-3970) kW×8760h=858480kWh=154万度, 按0.46元/度核算, 每年节约电费约71万元。

5 应用效果

1) 节电效果显著。一方面, 采用变频调速装置使风机不再处于 (一定风叶角度下) 满负荷工作状态, 电动机实时功率明显降低, 风机运行在高效区, 从而节约了大量电能;另一方面, 利用调节频率来调节风机转速, 按需调节风量, 大大减少了为了调节风机工况而进行调节风叶角度的停机启动次数 (6000kW通风机每次起机电费在25万元以上) 。

2) 维护量减少。采用变频调速装置启动平稳, 低速运行, 风机的振动、噪声和温度明显降低, 相应地延长了风机组件和零部件的寿命。延长了检修周期, 减少了检修工作量, 节约大量维护费用。

3) 避免了对电网的冲击。风机采用变频调速装置软启动, 降低了启动扭矩和启动电流, 对电网无冲击。

4) 风机自动化程度提高, 可操作性增加, 改善了工人的工作条件。风机在正常运行时噪声明显降低, 改善了值班人员的工作环境。

6 结语

煤矿主通风机采用变频调速装置, 不但实现了软启动, 降低了启动扭矩和启动电流。而且可根据巷道的风量需求方便地进行调速, 提高了主通风机的控制水平, 降低了电能消耗, 应用效果十分理想。

摘要：为了实现节能降耗, 新元公司对韩庄主通风机启动和运行方式进行技术改进。通过对改进前后主通风机运行情况的对比分析, 表明改进后电能大幅度降低、主通风机的控制水平也得到提高。

关键词：超大功率高压变频器,节能分析,应用效果

参考文献

探讨大功率高压变频器的有效运用 篇4

1 变频器简介

变频器的主要运作原理是通过变频技术来将电压以及一些频率被设置为固定数值的交流电转换成为可调节的电压以及频率。变频器在进行作业的过程当中需要七个单元来组成, 即为:整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元、检测单元以及微处理单元。如今, 电频器的应用范围非常之广, 并且在功能的丰富上也有了一定的突破, 除去可以对电压和频率进行转换以外, 同时可以对过流、过压以及过载进行有效的保护。

2 高压变频器的控制方案和特点

2.1 变频控制方案

(1) 在对高压变频器的类型进行选择时需要采用如下方式, 即为交-直-交多电平高-高方式。

(2) 高压变频器需要具备非常良好的频率调节功能, 并且需要根据电压的变化来及时有效的对频率进行转换。

(3) 应该使用多脉波整流, 并且整流的脉波数值不能够低于48, 从而保证变频调速系统在正常运行的过程当中会有效的将频率低于30Hz的谐波消除掉。

(4) 高压变频器需要具备的保护装置有:过电压装置、过电流装置、欠电压装置、缺相保护装置、短路保护装置、超频保护装置、失速保护装置等, 除此之外还具备变频器过载、电动机过载、半导体器件的热系统保护以及紧急断电保护等。高压变频器还需要具备自动选择功能, 可以联跳输入侧10k V的开关, 并在故障发生之后及时报警。

(5) 高压变频器需要具备自动故障诊断的功能, 并且需要能够及时的对故障类型和位置以及简单的应急办法进行中文显示。这种方式能够帮助维修人员尽快的对故障进行了解, 并及时找到正确的解决方式。

2.2 高压变频器控制性能的特点

(1) 变频器中的调节风机在进行运转的过程当中, 由于扇叶的角度可以对其效率进行调节, 操作者可以通过变频器来对风机的转速来进行改变。针对不同的使用环境了强度来对风量和风压进行调节, 以此来保证风机可以时刻处于最佳的状态当中, 将节能减排工作有效的进行。

(2) 变频器除了能够对速度进行调节, 同时还需要具备主通风机的软启动功能。由于主通风机的运作功率较大, 所以会导致启动的电流较大。如果电网没有比较好的防护措施, 将会对风机的扇叶、轴以及绝缘产生一定的负面影响。而软启动功能则会让这种负面冲击力不复存在, 并且从很大程度上将电动马达、风机以及相关配件的使用寿命加长, 并同时为相关单位节省出了一大笔维修和更换设备的费用。

(3) 变频器可以对系统的可操控性带来非常正面的影响, 通过PLC控制器以及上位机的功效来让系统的监控范围以及自动控制范围加大。其中包括:高低压配电、风门的开关、变频器所输出的频率、电动机其的安全保护装置、风机的风速、风机的风量、压力以及震动等。

3 高压变频器在应用中需要注意的几个问题

(1) 工作环境问题。如今, 高压变频器的使用环境普遍较为恶劣, 除去非常高端的工程为其配备了专用的使用机房以外, 几乎都会让变频器完全暴露在室外当中。并且针对一些重工业施工现场来说, 变频器非常有可能收到灰尘、高温、高湿度的外界环境影响。除此之外, 一些特殊行业还会具有粉尘、腐蚀性气体等不良现象的出现, 从而让变频器的使用寿命大大的缩短。基于此种情况, 相关部门非常有必要结合实际情况来制定出一些应对方案。

(2) 干扰问题。在大多数的控制系统中, 通常采用的控制方法为计算机以及PLC等。在相关技术人员对系统进行设计或者改进的过程当中, 需要对变频器的自身干扰问题进行高度的重视。由于有些使用者在对危机控制板进行设计的时候为了节约成本, 其质量并没有达到EMC的国际标准。当变频器开始正常工作之后, 会产生一系列的传导和辐射干扰, 从而影响到整个控制系统的正常运作。

(3) 电网质量问题。针对一些高频率冲击负载的场合, 电压会非常容易出现不稳定的现象。尤其是在设备几种的场地中, 会让整个电网的谐波变得特别大, 从而导致电网质量出现不过关的现象。而控制设备也会在这种场合中承受非常大的冲击, 甚至还会出现设备输入回路被破坏的情况。

4 高压变频器的故障分析

变频器的型号非常之多, 并且在不同的环境中也会出现完全不同的故障现象, 下面笔者就选择富士变频器来对大家列举几种比较常见的高压变频器故障现象以及相关的检测维修方法。

4.1 OC1, OC2, OC3

当高压变频器显示的故障信息为OC1, OC2, OC3, 则代表着电频器在加速的过程当中出现了过电流, 并且在减速以及恒速的过程当中也出现了过电流。这种故障的形成原因有三种, 其中包括:

(1) 变频器的加速时间太短是如今过电流现象中较为常见的一种, 想要将此种故障进行消除的话, 只要根据不同的负载情况来对加速的时间来进行适当的调整即可。

(2) 大功率晶体管的损坏也是OC故障的一大原因之一。由于富士变频器至今为止已经对晶体管进行多次的换代, 例如最初期的G2、G5、G7三个系列中的GTR模块, G9系列中的IGBT模块, 以及更为先进的IPM模块等。如今的晶体管无论是生产技术还是相关的保护装置都有了非常明显的进步, 并且还可以在高耐压、高频、低噪音等特点之外将节能工作同时完成。那么到底是什么原因能够让大功率晶体管模块出现损坏呢?具体原因如下:第一输出负载出现了短路现象, 第二由于负载值过大而导致大电流的持续出现, 第三负载波动、浪涌电流过大等都可以让OC故障出现。

(3) 晶体管的驱动电路损坏也会让出现OC报警的现象。由于富士变频器G7S和G9S所采用的光耦为PC922和PC923, 并且这两种型号的光耦具有线路简单的特点, 所以非常容易出现缺相以及三相输出电压不稳定等情况。

(4) 检测电路也是导致变频器OC故障的一个原因, 用于电流检测工作的霍尔传感器非常容易遭受到外界因素的影响, 无论是在高温还是高湿度的环境中, 都会比较容易出现漂移现象, 从而让OC出现报警。

4.2 开关电源损坏

当变频器的开关电源出现故障时, 最为明显的一个表现则是上电无显示。那么, 富士G5S为了能够避免这种情况的发生, 将原本的一级开关增设为二级开关。首先将中间直流回路中的电压从500V调整为500V, 其次在一级开关中输出5V、24V等多路电源。开关电源的故障通常为开关管破裂、脉冲变压器短路以及次级输出两极管损坏等。如今, 很多高压变频器为了缓解此种故障, 通常会使用可供电源专用的芯片。但是这种做法并不十分有效, 由于高电压的回流, 经常会导致这枚专用芯片出现故障。并且这种专用芯片的维修和更换工作较为困难, 更加增加了整个开关电源的维修难度。

5 结语

高压变频装置的广泛应用不仅仅让软启动成为了现实, 同时还让启动扭矩和启动电流出现了不同程度上的降低。笔者建议, 相关的作业团队应该根据不同的环境需求来对变频器进行适当的调节, 从而让变频器的控制水平提升到一个新的档次当中。除此之外, 针对电能源的消耗问题也需要高度的进行重视, 以此来保证施工单位可以获得更多的经济收益。

参考文献

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高压大功率变频器研究 篇5

华能井冈山电厂规划设计容量为192万kW, 分2期建设。一期工程 (2×300MW燃煤发电机组) 于1998年11月17日开工建设, #1机组于2000年12月17日投产, #2机组于2001年8月3日投产;2009年12月25日, 二期工程#4机组顺利通过168h试运行, 圆满实现了#3、#4机组“年内双投”目标, 电厂总装机容量达到192万kW, 成为江西省目前装机容量最大的发电厂。二期工程2×660MW超超临界燃煤发电机组采用东方电气股份有限公司的三大主机设备, 自投运以来, 机组运行稳定。为了进一步提高经济效益、节能降耗、减少对设备的长期磨损, 华能井冈山电厂决定分别对#3机组和#4机组共计4台锅炉引风机进行了变频技术改造, 选用了东方日立 (成都) 电控设备有限公司生产的DHVECTOL-HI04750/06大功率高压变频器。

2 引风机系统

2.1 系统参数

系统各设备技术参数见表1。

2.2 DHVECTOL-HI04750/06型高压变频器

2.2.1 系统构成

DHVECTOL-HI04750/06高压变频器采用单元串联多电平技术, 直接6kV输入, 直接6kV输出。由主控制系统、功率单元、移相变压器和旁通系统组成, 其系统结构和拓扑图分别如图1、图2所示。

该系统由24个功率模块组成, 每8个功率模块串联构成一相, 三相Y连接, 直接输出6 k V到电机。

2.2.2 主控制系统

DHVECTOL-HI04750/06变频器控制系统采用鲁棒型

无速度传感器矢量控制, 对2 4个大功率模块进行频率精确智能控制, 使变频器提供精确稳定的电压和频率输出, 控制系统还对变频器各级系统进行时时监控, 实现故障的及时报警和保护。

控制系统采用日立专用智能变频控制芯片, 变频器具有极高的可靠性和安全性, 同时具有良好的抗干扰和高精度控制性能。

2.2.3 输入侧变压器

移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压, 各副边绕组在绕制时采用延边三角接法, 相互之间有一定的相位差。

系统变压器副边绕组分为8级, 每级电压460V, 相互间移相15°, 构成48脉冲整流方式。这种多级移相叠加的整流方式, 消除了大部分由独立功率模块引起的谐波电流, 可以大大改善网侧的电流波形, 使变频器网侧电流近似为正弦波, 使其负载下的网侧功率因数达到0.95以上, 有效地阻止了向输入侧电网污染。

另外, 由于变压器副边绕组的独立性, 每个功率模块的主回路相对独立, 其工作电压由各个低压绕组的输出电压来决定, 工作在相对的低压状态, 类似常规低压变频器, 便于采用现有的成熟技术。各模块间的相对电压, 由变压器副边绕组的绝缘承担, 避免了串联均压问题。

2.2.4 逆变模块

移相变压器的每级副边绕组的输出作为每个功率模块的三相输入。逆变模块是整台变频器实现变压变频输出的基本单元, 整台变频器的变压变频功能是通过单个功率模块实现的, 每个功率模块都相当于一台交-直-交电压型单相低压变频器。

功率模块整流输入侧用二极管三相全桥不控整流, 中间采用电解电容储能和滤波, 逆变输出侧为4只IGBT组成的H桥, 电路结构如图3所示。

2.2.5 输出侧结构

输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成 (星型接法) 给电机供电, 通过对每个单元的P W M波形进行叠加, 可得到阶梯正弦P W M波形。这种波形正弦度好, dv/dt小, 对电缆和电机的绝缘无损坏, 无须输出滤波器, 就可以延长输出电缆长度, 可直接用于普通电机。同时对电机的谐波损耗大大减少, 消除负载机械轴承和叶片的振动。

2.3 变频器的旁路柜

每一套引风机变频器配置一套手动旁路柜, 直接控制变频器的输入输出, 通过旁路柜的切换操作来实现引风机的工频、变频运行方式的切换。工频、变频侧隔离开关之间采用电气互锁和机械互锁相结合方式, 操作方便、安全可靠。

机组正常运行时, A、B两侧引风机同时采用变频方式运行。当引风机变频器出现重故障时可手动旁路柜切换成工频方式运行, 旁路柜具有明显断点, 实现变频器主回路高压完全隔离, 为变频器的检修提供了安全保障。

旁路柜主回路如图4所示。图4中, QS1、QS2为隔离刀闸开关, 其中QS2为单刀双掷开关。当变频运行状态:合隔离刀闸QS1, QS2置于a点, 按变频启动规程启动变频器;当工频运行状态:Q S 2置于b点, 隔离刀闸Q S 1分断, 按工频启动规程启动电机。

检修变频器时, 断QS1, QS2置于b点;检修电机时, 断QS1, QS2置于a点。

3 变频节能改造效果分析

在不同负荷工况下, 引风机系统现场实际运行参数见表2。

变频改造后, 根据最近负荷率60%~80%, 结合表2初步估算出每台引风机每小时平均可节约电流1 3 0 A左右。

该公司平均上网电价约0.4元/kW.h, 每小时节电价值约合人民币486.3456元。按全年火电设备利用小时数5000h计算, 节电价值约243.1728万元/台, 两台引风机约486.3456万元。

4 结语

近年来, 国内超超临界发电机组装机容量快速增长, 代表着国内火力发电技术的发展方向, 目前大功率高压变频器在660 MW以上超超临界发电机组引风机上的节能改造应用国内尚无成功先例, 东方日立 (成都) 电控设备有限公司大功率高压变频器在华能井冈山电厂的应用案例, 预示着大功率高压变频器在大型火力发电机组的应用前景越来越广。

摘要：介绍DHVECTOL大功率高压变频器在华中地区首台660MW超超临界机组引风机系统中的变频节能增效情况, 结果表明, 采用DHVECTOL大功率高压变频器对引风机进行变频调速节能改造, 具有投资省、见效快、可靠性高等特点。

关键词：高压变频器,发电厂,引风机

参考文献

[1]东方日立 (成都) 电控设备有限公司.高压大功率变频器产品技术手册

[2]韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社

高压大功率变频器研究 篇6

某矿钢缆胶带机的传动装置示意图如图1所示。

为了提高系统工作的灵活性与可靠性, 该矿钢缆胶带机具有两种工作模式:

(1) 正常工作模式 (即双机拖动) , 不使用机械差速器, 每个电机拖动一个驱动轮, 两电机之间无刚性连接, 而是由钢丝绳和胶带构成弹性联接, 两电机的调速回路各自独立。

(2) 备用工作模式 (即单机拖动) , 当其中一套调速装置发生故障时, 可将两驱动轮之间联轴器联接, 变双机拖动为单机拖动, 以维持生产的正常进行。

综上所述, 正常工作情况下, 为了减轻两侧钢丝绳张力与线速度不相等所造成绳、轮、皮带之间磨损严重, 防止发生脱槽、掉带事故, 保障人员、生产安全, 必须要求实现系统两驱动电机之间的速度同步及功率平衡。

1 拖动电机功率平衡控制方案及运行状况

1.1拖动电机功率平衡控制方案

正常工作模式即双机拖动时, 由于钢缆胶带机的两台拖动电机不同轴连接, 为了全过程中实现胶带机两驱动电机之间的速度同步及功率平衡, 则两电机的控制不应是各自独立, 而是彼此相互关联的。因此, 系统通过采集电机电流判断, 进行PID调节以达到两驱动电机之间的速度同步及功率基本平衡。图2、图3为系统速度、电流闭环控制框图。系统的功率平衡调节流程及调节流程。

调节流程: (1) 启动阶段:PLC控制器初始设置同样的速度给定给2台变频器, 启动后, 进行两台变频器电流比较, 以大电流变频器为基准, 调节另一台变频器的速度给定直至电流偏差在设定范围内。 (2) 正常运行阶段:当皮带速度达到额定速度时, 进行两台变频器电流比较, 以小电流变频器为基准, 调节另一台变频器的速度给定直至电流偏差在设定范围内。

1.2运行状况

该矿钢缆胶带机高压变频调速系统于2009年春节利用检修假期实施安装, 经多次调试后成功运行, 充分体现了变频调速软停软启、冲击小、调速精度高等优点, 双机拖动及单机拖动均正常工作, 系统至今已平稳运行半年有余, 有力的保证了煤矿生产。

图4为系统双机拖动时的电控参数界面截图。由两套变频器运行参数可知, 系统的速度同步、电流大小及功率平衡均达到较理想的效果, 满足了现场要求。

2 结语

钢缆胶带机正常工作模式时, 两台拖动电机不同轴连接、电机调速回路各自独立、电机之间必需的速度同步及功率平衡的特点决定了两电机控制的关联性, 实际应用表明, 本文的平衡控制方法是有效的。

摘要：对钢丝绳牵引胶带输送机系统特点进行了分析。介绍了高压变频调速控制下胶带机两独立驱动电机之间的速度同步及功率平衡方案, 实践应用表明, 该方案是有效的。

关键词：高压变频调速,钢丝绳牵引胶带输送机,功率平衡

参考文献

[1]陈康宁.机械工程控制基础.西安交通大学出版社

高压大功率变频器研究 篇7

IGBT是绝缘栅双极型晶体管的简称, 在大中功率的变流器中得到了广泛的应用。特别是其开关特性对设备的开关频率、开关损耗、电磁兼容以及散热设计等, 都具有重要的影响, 和设备的性能和寿命都密切相关, 在实际的研究和设计工作中应当加强对其工作原理的研究, 特别是对其工作性能的测试是研究中的重要内容。

1 IGBT器件开关特性简介

随着电子技术的快速发展, 一些容量大、频率高的元件得到了广泛的应用, 这些设备能够提高设备的功率密度, 减少各种设备中的能耗, 对电子设备的可靠性也具有重要的帮助。在无功补偿器、太阳能变换器、静止式动态无功补偿器等能量转换装置中, 中高压大功率IGBT器件的出现在一定范围内取代了普通的门极可关断晶闸管和普通的晶闸管。半导体开关在使用的过程中, 没有拉弧现象, 而且开通和关断的响应时间非常的短[1]。由于半导体器件自身参数的限制, 在一些大功率高压应用中常常需要将多个IGBT串联起来使用。IGBT是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的一种复合型的电压驱动的半导体器件, 它集合了GTR的低导通压降和MOSFET的高输入阻抗两方面的优点, 其中GTR具有载流密度大、饱和压降低、驱动电流大等方面的特点;MOSFET具有开关速度快、驱动功率小、载流密度小等特点。IGBT集合了这两种器件的优点, 具有饱和压低和驱动功率小的优点, 在电压比较大的直流电机和交流电机、开关电源、照明电路、变频器以及牵引传动方面得到了广泛的应用, 提高了设备的工作效率[2]。

随着半导体技术的不断发展, 一些具有高耐压、大功率、大电流、高速、可靠性强的IGBT逐渐被研发出来。IGBT的导通性主要是由MOSFET来决定的, 当栅极电压达到了MOSFET工作电压的时候IGBT就能够迅速地导通, 其导通的速度和输入电容的MOSFET同样的快。IGBT器件是在MOSFET结构上引入了重掺杂的“P+”的发散层, 其结构示意图如图1所示。在导通的状态下发射层向低掺杂的注入N-漂移区大量的流子, 增加了基区的载流子的浓度, 降低了通态损耗和电阻, 所以它保留了MOSFET开关中的速度快、良好的通态特性, 从而向高压大功率的方向发展[3]。图1中, IGBT器件在导通的情况下, 栅极电压比开启电压高, 栅极下方的P阱区的感应电子形成了反型层, 为电子从源极流向流通区提供了通道。

2 IGBT器件开关特性的研究分析

IGBT器件在设备应用中和电路的环境进行相互作用, 其开通过程如图2所示, 关断过程如图3所示。

在开通的过程中, 在t0时刻, 门极信号没有变化, 门极电压由负压状态开始上升, 驱动电路向栅极电容充电, 当栅极电压上升到开启电压的时候, 栅极下方的电子开始从源区流向N-漂移区, P+发射极也开始向N-漂移区注入空穴, 并且其中的一部分和前面的电子进行复合, 另外一部分J2集结到了P区。随着集电极电流的上升, 模块T1D2开始进行换流, 其过程一直到电流达到负载电流IL为止[4]。续流二极管电流在下降的过程中具有向反向恢复的特点, 在电流达到最大反向恢复电流之前其中没有反向电压, 所以在这一过程中集电极的电压VCE保持不变。当其恢复电流达到最大时, IGBT器件中的开通电流达到了最大值, 二极管也开始承受反压, 耗尽层也将逐渐地缩小, 最大反向恢复电流也逐渐地趋向于0[5]。当耗尽层缩小并且靠近到MOSFET的沟道端时, 门极下方开始形成累积层, 米勒电容逐渐地增加, 到t4时刻, 栅极电压上升到驱动电压的水平, 集电极电压上升到电源电压VDC。

在IGBT器件关断的过程中, 续流二极管的阳极电压必须达到电源电压VDC并且还要二极管的正向压降才能开通。当门极电压下降的时候, IC电流不变, 电压VCE先达到电源电压VDC, 然后IC电流下降。集电极电流在发生变化之前其电压已经达到了电源电压VDC并且保持不变, 电流变化的过程中承受正向电压的PN的宽度不变[6]。集电极的电流在下降的过程可以分为两个部分, 一部分是拖尾电流Itail, 这是由于IGBT器件是双极型器件, 在正向导通的时候漂移区的流子空穴不能被驱动电路抽走, 所以产生了拖尾电流;另外一部分是由于门极电压降低到了阈值VT下, 沟道反型层消失导致了电流的快速下降, 电流的变化率非常的大[7]。

电子器件的性能状态是决定电子设备寿命的重要因素, 其往往也是电子设备的核心部件。由于半导体材料和工作原理的影响, IGBT器件必须在安全状态下运行。影响IGBT器件可靠性的主要因素是在开关的过程中器件所受到的电压过冲和器件在工作的过程中产生的发热现象, 半导体器件对于电压的变化非常的敏感, PN结所承受的电压超过一定值就会被击穿, 在关断瞬间的电压过冲超过器件的承受能力的时候会发生过压失效的现象。同时IGBT器件在工作的过程中还会发热, 开关的导体和损耗使器件的温度升高, 达到一定限值的时候会过温失效[8]。IGBT器件的开关特性决定了设备的开关频率、功率密度、散热结构设计等, 同时对电子设备的性能和寿命也有直接的影响。

随着人们对IGBT器件开关频率的要求越来越高, 对IGBT器件开关特性进行测量、预测已经成为了IGBT器件设计的重要前提。其中搭建装置能够对IGBT器件的工作环境进行合理的设计, 从而可以大大地减少散热设计、设备性能补救以及寄生参数管理等任务量。不仅提高了IGBT器件产品的性能和可靠性, 同时也能够降低研发的周期[9]。特别是高压大功率IGBT器件具有电压电流变化率大、开关时间短, 在电压、电流变化的过程中会产生大量的电磁辐射, 增加了开关瞬态特性测量的难度。关于IGBT开关损耗估算和开关特性的预测往往比较困难, 常常采用利用器件资料参数来进行估算或者建立物理模型进行模拟的方法。利用IGBT器件厂家提供的资料来进行开关损耗往往和其实际状态存在比较大的差别, 厂家给出的参数往往是某个典型值或者参数值的区间, 同时这些参数的的测试电路和测试条件都具有特殊性, 不能满足常态下工作测试的需要, 这种方法不容易得到器件损坏的精确数值[10]。通过利用电路仿真软件使用数学方法来模拟器件的开关特性和损耗, 模型的精度决定了仿真的精度。在实际建立模型的过程中, 由于厂家保密的需要不能提供器件的物理模型, 所以其模型的精度也往往难以保证。由于这些测试方法都难以保证其测量结果的精度, 所以在实际研究设计的过程中常常采用实际测试的方法。

通过设计能够涵盖全部电压等级和电流范围比较宽广的中高压IGBT器件测试平台。能够实现门极电压、器件电流、母线电压和器件结温的自动调节。测试平台的母线电压可以达到5k V, 以便于测试电压等级比较高的IGBT器件, 其测量的电流可以达到1500A。在测试系统的母线电压测试范围可以从240V~5000V, 电流的测试范围可以从100A~1500A。在测试系统的设计中应当考虑到使用平台的通用性, 能够涵盖多种封装形式, 同时也能够用来进行双管、单管、半桥桥臂的测试, 塑造比较单纯的IGBT器件工作环境, 减少测试平台对器件特性的影响, 尽可能地使测试结果接近器件本身真实的特性。在测试的过程中可以考虑使用分段电压的测试方法, 实现对高压大功率的IGBT器件特性的研究[11]。测试电路可以选择使用二极管箝位负载电路, 这是一种元器件测试常用的电路。在测试的过程中直流母线的电压通过居民用电电压220V的交流电结构工频变压器升压和高压二极管整流之后, 产生的直流电压对母线电解电容充电来实现。由控制信号来控制充电继电器的导通时间, 由充电电阻来控制充电的速度。当母线的电压达到设定的测试电压的时候, 可以断开充电继电器, 测试完成后母线的电容电压可以通过放电电阻和放电继电器来释放。然后测试进入到双脉冲测试, 在这一阶段母线的电容为这个电路提高能量, 由于在这一阶段的测试中所需要的能量非常低, 可以认为母线的电压值不变。但是在实际的测试中, 当电路中的电流比较大的时候, 负载的电路所需要的能量就比较大, 导致电压降低。特别是在低电压、大电流的测试环境中, 只有电容比较大的时候才能满足这一假设。为了降低电容降低对测试的影响, 提出了减额因子来保证器件的安全。

3 结束语

IGBT作为一种新的半导体场自控关断器件, 它集合了两种技术的优点, 具有电压控制功耗低、输进阻抗高、控制电路简单等特点, 同时还具有耐高压、高电流的特性, 在电力变换设备中得到了广泛的应用, 特别是在频率比较高的大功率设备中占据了主导地位。因此应当不断地加强对其开关特性的测试研究, 提高其工作的性能和使用寿命, 这对于IGBT的应用和发展具有重要的意义。

摘要：自从IGBT器件出现之后, 大量的研究人员对IGBT器件的开关特性进行了大量的研究, 以便准确地预测和改善器件的开关瞬态特性。在实际应用中, IGBT器件的开关特性不仅和其物理结构、制作工艺以及工作的原理有着密切的关系, 同时和其工作的环境也具有密切的关系。在IGBT器件工作的时候, 常常受到驱动电压和电阻以及工作电压、集电极电流等的影响。因此研究工作环境对IGBT器件开关特性的影响, 不断地改善其设计来优化其性能, 成为研究的重点。论文详尽研究分析了功率器件IGBT的开关特性, 对IGBT及其系统的理解、应用具有一定的指导意义。

关键词：IGB,功率器件,开关特性,研究

参考文献

[1]吴耀辉, 杨焦赟, 魏仁灿, 等.IGBT高频开关电源的故障分析及处理[J].电力电子技术, 2009, 43 (5) :61-62.

[2]于丽丽.基于HCPL-316J的IGBT驱动电路的设计[J].城市建设理论研究:水利水电工程, 2012 (34) :244-245.

[3]杨承上.IGBT的过电压保护及其缓冲电路的研究[J].工会博览·理论研究, 2009 (11) :78-78.

[4]王业峰, 白军, 梁雪, 等.牵引变流器中IGBT的水冷实验研究[J].甘肃科技, 2011, 27 (23) :51-53.

[5]高明超, 刘钺杨, 刘江, 等.IGBT多级场板终端结构的仿真和验证[J].固体电子学研究与进展, 2013, 33 (1) :76-79, 101.

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[8]周文定, 亢宝位.不断发展中的IGBT技术概述[J].中国集成电路, 2009, 18 (1) :23-28.

[9]闵孟斌.IGBT应用特性测试与分析[D].天津:天津工业大学, 2012.

[10]黄月强.IGBT热特性的测量与测试系统的研制[D].北京:北京工业大学, 2011.

高压大功率变频器研究 篇8

开关电源作为一种高效、轻型、高性能的电源已广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。而在变频器中的广泛应用更显其本色。变频器的控制回路、驱动回路、保护回路、检测电路等需要十余种相互隔离的电源。采用开关电源后,可以使变频器体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽,大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。

开关电源的种类很多,不同容量等级的变频器采用不同形式的开关电源。根据我们研制的交流变频调速系统的特点,要求开关电源适应范围为50V～330V,且在输入电压低至50V时仍然能输出满功率,显然常规的开关电源不具备这样宽的调节范围。为此,采用由斩波器和推挽式变换器组成的两级组合式开关电源作为装置的各种控制电源。由于采用了斩波器使开关电源在输入50V～330V的变化范围内都能稳定输出中间直流电压,输出功率达300W以上。在得到稳定的中间电压基础上,用PWM(脉宽调制)调制技术加推挽放大得到装置所需的各种等级电源及驱动电路所需方波电源。该方式的电源在实际使用中取得了满意的效果[1]。

1 组合式开关电源的构成

组合式开关电源原理示意图如图1所示。该电源主要由两级组成:第一级是降压斩波器,通过PWM控制V2管的开通和关断,使输入电压(取自主回路中间直流电压)在50V～330V范围内能够输出稳定直流24V电压。该24V电源用于后一级变换器的输入以及交流变频调速装置的风扇和电机磁闸电源。第二级变换器实际上是将直流24V重新凋制,控制V3,V4交替导通和关断,把24V直流电压变换成高频交流电压,经高频变压器副边输出多组装置所需的各种电压和驱动所需的方波电压。为了保证在送电初期电源能正常工作,特设置了初始电源产生电路。在斩波器稳定输出24V后,初始电源退出工作,由电源本身提供工作电源[2]。

电源控制回路采用PWM集成电路SG3524,这样可大大简化控制电路,提高电源的可靠性,并可方便地实现开关电源的各种保护。

由于使用SG3524作为开关电源的控制芯片,故存在主回路与控制回路之间的隔离问题,考虑到光耦合器速度较慢,且还需提供工作电源,故本电源采用脉冲变压器实现主回路与控制回路之间的隔离。但使用脉冲变压器对斩波器斩波管V2的驱动会产生一些问题,具体情况将在下面进一步分析。

2 组合式开关电源原理分析

2.1 斩波器电路

开关电源斩波器电路原理图如图2所示,它的功能是将从主回路中间直流电压(50V～330V)变成24V稳定直流电压输出[3,4]。

斩波器控制电路采用PWM集成电路SG3524,电阻R1、电容C1决定了斩波器的工作频率。R6,R7为反馈电阻,其值决定输出电压大小,SG3524的基准电源为5V,故:

R5是电流反馈电阻,当负载电流超过限定值时,R5将此信号反馈回SG3524,使其停止工作,起到过流保护的作用。

从SG3524出来的控制信号加到互补管V1,V2上,通过脉冲变压器原边产生驱动信号,驱动斩波管工作。D1提供截止时变压器原边的续流回路。

脉冲变压器的原边截止时产生很大的尖峰脉冲电压,对V1,V2产生危害。为此加吸收电容于R2两端,可以大大减小尖峰脉冲。图3是不加吸收电容C2和加吸收电容C2时的驱动波形。减小开关管的开关损耗是保证开关管正常工作的重要因素。为此必须充分减小开关管的导通、截止过渡过程时间。图2中,V3,V5构成两级达林顿开关管,V4在V3,V5截止时导通, D6提供V5截止反偏电压,加速V5的截止,D2为抗饱和管。采取以上措施后,开关管的导通、截止过渡过程时间可以大大减小。

为了尽量减小输出电压的纹波,电感L越大越好,但又不宜太大,以免增大其体积,一般用下式来决定:

式中:Vi——输入直流电压

Vo——输出直流电压

I1min——最小负载电流

ton——开关管在一周中的导通时间

滤波电容C5按下式决定:

式中:δ——占空比

f——工作效率

ΔV01——所允许的输出纹波电压

2.2 推挽式变换器电路

开关电源的推挽变换器电路如图4所示, SG3524发出控制信号驱动T4,T5两个三级管交替导通、截止,将输入24V直流电压变成高频交流信号耦合到高频变压器的副边,经整流后得到所需的各等级电源,由于SG3524的输出电流较小故采用T3,T4(T5,T6)两级放大。T2(T8)管在T3,T4(T5,T6)截止时导通加速其截止。其负电源VA由高频变压器副边产生。

C2,R4,C3组成吸收回路,R1,C1况定了SG3524的振荡频率,亦即高频变压器的工作频率。R3,R2为反馈电阻,使高频变压器副边稳定输出,不受负载等影响。R5,R6为电流反馈电阻,在过载时使SG3524停止工作。

3 初始电源电路

在斩波器未输出24V稳定电压以前,必须给控制回路提供一个初始电源。初始自举电源电路原理图如图5所示。

开始送电时,T1截止,T2导通,20V稳压管W1提供控制回路的初始电源,斩波器开始工作,输出24V稳定电压,这时,控制回路的电源则由24V稳定电压提供,此时,LM358输出高电平,使T1导通,T2截止,初始电源电路停止工作。

4 实验结果

开关电源在满负荷情况下,各项指标如下:直流输入电压:50V～330V;输出电压:+24V,±15V,+5V,20V方波高频电压;效率:>80%;高频纹波:<50MV(P-P)。从以上指标可以看出,该电源完全能满足交流变频调速装置控制电源的要求,实际使用也十分可靠。

参考文献

[1]程仁杰.功率电子学[M].成都:电子科技大学出版社,1989.

[2]金永镐,郑春善.基于恒流驱动模式的宽电压输入串联型开关电源[J].电子技术应用,2007(12):166-168.

[3]刘明先,裴雪军,侯婷,等.大功率逆变器中驱动电路的开关电源设计[J].电源技术应用,2006(9):9-13.