stringtranslate.com

Циклоконвертер

Топология блокирующего режима циклоконвертера [1]

Циклоконвертор ( CCV ) или циклоинвертор преобразует переменный ток с постоянной амплитудой и постоянной частотой в другой переменный ток с более низкой частотой путем синтеза выходного сигнала из сегментов источника переменного тока без промежуточного звена постоянного тока (Dorf 1993, стр. 2241–2243 и Lander 1993, стр. 181). Существует два основных типа CCV: циркулирующий ток или блокирующий режим, большинство коммерческих мощных продуктов относятся к блокирующему режиму. [2]

Характеристики

В то время как фазоуправляемые полупроводниковые управляемые выпрямительные устройства (SCR) могут использоваться во всем диапазоне CCV, недорогие маломощные CCV на основе TRIAC изначально зарезервированы для приложений с резистивной нагрузкой. Амплитуда и частота выходного напряжения преобразователей являются переменными. Отношение выходной частоты к входной частоте трехфазного CCV должно быть меньше, чем примерно одна треть для CCV с циркулирующим током или половина для CCV с блокирующим режимом. (Ландер, 1993, стр. 188) [3] Качество формы выходного сигнала улучшается по мере увеличения числа импульсов мостов коммутационного устройства в фазосмещенной конфигурации на входе CCV. В общем, CCV могут быть с 1-фазной/1-фазной, 3-фазной/1-фазной и 3-фазной/3-фазной конфигурациями входа/выхода, однако большинство приложений являются 3-фазными/3-фазными. [1]

Приложения

Диапазон конкурентоспособной мощности стандартизированных CCV колеблется от нескольких мегаватт до многих десятков мегаватт. CCV используются для привода шахтных подъемников , главных двигателей прокатных станов, [4] шаровых мельниц для переработки руды, цементных печей , судовых пропульсивных систем, [5] асинхронных двигателей с фазным ротором и рекуперацией мощности скольжения (например, приводов Шербиуса) и авиационных генераторов 400 Гц. [6] Выход переменной частоты циклоконвертора может быть существенно снижен до нуля. Это означает, что очень большие двигатели можно запускать при полной нагрузке на очень медленных оборотах и ​​постепенно доводить до полной скорости. Это бесценно, например, для шаровых мельниц , позволяя запускать с полной нагрузкой, а не альтернативой необходимости запускать мельницу с пустым барабаном, а затем постепенно загружать ее до полной мощности. Полностью загруженный «жесткий пуск» для такого оборудования по сути будет подачей полной мощности на заглохший двигатель. Переменная скорость и реверсирование необходимы для таких процессов, как прокатка стали на горячих прокатных станах. Ранее использовались двигатели постоянного тока с тиристорным управлением, которым требовалось регулярное обслуживание щеток/коммутатора и которые обеспечивали более низкую эффективность. Синхронные двигатели с циклоконверторным приводом требуют меньшего обслуживания и обеспечивают большую надежность и эффективность. Однофазные мостовые CCV также широко использовались в электротяговых приложениях, например, для производства мощности 25 Гц в США и мощности 16 2/3 Гц в Европе. [7] [8]

В то время как преобразователи с фазовым управлением, включая CCV, постепенно заменяются более быстрыми ШИМ -преобразователями с самостоятельным управлением на основе IGBT, GTO, IGCT и других коммутационных устройств, эти старые классические преобразователи по-прежнему используются в верхней части диапазона номинальной мощности этих приложений. [3]

Гармоники

Работа CCV создает гармоники тока и напряжения на входе и выходе CCV. Гармоники переменного тока создаются на входе CCV в соответствии с уравнением,

где

  • f h = гармоническая частота, налагаемая на линию переменного тока
  • k и n = целые числа
  • q = число импульсов (6, 12 . . .)
  • f o = выходная частота CCV
  • Первый член уравнения представляет собой гармонические компоненты преобразователя числа импульсов , начиная с шестиимпульсной конфигурации.
  • Второй член уравнения обозначает характерные частоты боковой полосы преобразователя, включая связанные с ними интергармоники и субгармоники.

Ссылки

Встроенные ссылки
  1. ^ ab Bose, Bimal K. (2006). Силовая электроника и приводы двигателей: достижения и тенденции . Амстердам: Academic. стр. 126. ISBN 978-0-12-088405-6.
  2. ^ Клуг, Дитер-Рольф; Клаассен, Норберт (2005). «Мощные приводы среднего напряжения — инновации, портфолио, тенденции». Европейская конференция по силовой электронике и приложениям . стр. 5. doi :10.1109/EPE.2005.219669.
  3. ^ ab Bose (2006), стр. 153
  4. ^ Вацманн, Маркус Вацманн; Расковец, Штеффен (сен–окт 1996 г.). «Китайский прокатный стан для алюминиевой полосы высшего качества» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2014 г. . Получено 5 августа 2011 г. . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ Pakaste, Risto; et al. (февраль 1999 г.). "Опыт использования пропульсивных систем Azipod на борту морских судов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 марта 2012 г. . Получено 28 апреля 2012 г. . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  6. ^ Бозе (2006), стр. 119
  7. ^ Хейдт, ГТ; Чу, Р.Ф. (апрель 2005 г.). «Влияние стратегий управления циклоконвертером на качество электроэнергии». IEEE Transactions on Power Delivery . 20 (2): 1711–1718. doi :10.1109/tpwrd.2004.834350. S2CID  7595032.
  8. ^ ACS 6000c. "Применение циклоконвертора для высокопроизводительного управления скоростью и крутящим моментом синхронных двигателей мощностью от 1 до 27 МВт" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г. . Получено 29 апреля 2012 г. .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  9. ^ IEEE Std 519 (1992). Рекомендуемые IEEE практики и требования к контролю гармоник в электроэнергетических системах . IEEE. стр. 25. doi :10.1109/IEEESTD.1993.114370. ISBN 978-0-7381-0915-2.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
Общие ссылки