Introduction de 6 types de variateurs de fréquence haute tension

Définition des variateurs de fréquence haute tension

Le variateur de fréquence haute tension que nous appelons habituellement, la tension d'alimentation d'entrée est généralement supérieure à 3 kV, ce qui est un VFD haute puissance.À l'heure actuelle, sur le marché intérieur, les niveaux de tension vont de 3kV à 10kV, et les principaux niveaux de tension sont de 3000V, 3300V, 6000V, 6600V et 10000V.

Selon la pratique internationale et les normes nationales, la tension supérieure à 10 kV est appelée haute tension et la tension inférieure à 10 kV est appelée moyenne tension.Ainsi, dans certaines régions, il est également appelé variateur de fréquence moyenne tension.

Cependant, comme il est d'usage d'appeler des moteurs avec des tensions nominales de 3 kV, 6 kV et 10 kV des " moteurs haute tension ", les variateurs de fréquence pilotant ce niveau de tension sont collectivement appelés VFD haute tension.

Il existe de nombreux types de variateurs de fréquence et les méthodes de classification ne sont pas les mêmes.

Les trois classifications de base des VFD haute tension sont répertoriées ci-dessous, avec une introduction à chaque type de VFD.

Classification des variateurs de fréquence haute tension

un.Selon qu'il y a ou non une liaison CC, elle est divisée en VFD 'AC-AC' et VFD 'AC-DC-AC';

b.Selon la nature de l'élément de filtre de liaison CC, il est divisé en type de source de courant VFD et type de source de tension VFD;

fournisseur d'entraînement à fréquence variable moyenne tension-XiChiElectric dans le processus, il peut être divisé en VFD 'HV-HV' et VFD 'HV-LV-HV'.

La série Xichi CFV9000A de variateurs de fréquence haute tension est conçue avec une fiabilité élevée, un fonctionnement facile et des performances élevées pour répondre aux besoins des utilisateurs en matière de différents types de régulation de la vitesse de charge, d'économie d'énergie et d'amélioration des processus de production.Ce sont des variateurs de fréquence à source de tension HT-HT.

Caractéristiques de 6 types de variateurs de fréquence haute tension

1. Entraînement à fréquence variable AC-AC

Il n'y a pas de liaison CC dans le processus de travail AC-AC VFD, et le thyristor peut être utilisé pour réaliser directement la conversion de fréquence de AC à AC.

La conversion de fréquence AC-AC n'a pas de liaison CC, une efficacité de conversion haute fréquence, un circuit principal simple, pas de circuit CC et de partie filtre, et un traitement de puissance réactive facile et un retour de puissance active entre l'alimentation et l'alimentation.

Bien que le système à double alimentation à conversion de fréquence CA ait été largement utilisé, son application est limitée en raison de son faible facteur de puissance, de nombreuses harmoniques d'ordre élevé, d'une faible fréquence de sortie, d'une plage de variation étroite et d'un grand nombre de composants.

En ce qui concerne la situation d'application actuelle, le VFD AC-AC est principalement utilisé dans les circuits de contrôle de vitesse AC haute puissance et basse vitesse de 500 000 ou plus de 1 000 000 W.

2. Entraînement à fréquence variable AC-DC-AC

Nous appelons ce variateur de fréquence AC à DC puis AC appelé AC-DC-AC VFD, qui est divisé en deux types, l'un est le type de tension AC-DC-AC et l'autre est le type de courant AC-DC-AC.Le premier est largement utilisé et l'onduleur à usage général actuel adopte cette topologie.

Ses caractéristiques : rendement élevé, pas de perte supplémentaire dans le processus de régulation de vitesse ;large gamme d'applications, disponible

Il convient aux moteurs asynchrones à cage ;la plage de régulation de la vitesse est large, les caractéristiques sont dures et la précision est élevée;la technologie est complexe, le coût est élevé et l'entretien et la réparation sont difficiles.Cette méthode convient aux occasions nécessitant une grande précision et de bonnes performances de régulation de la vitesse.

3. Entraînement à fréquence variable à source de tension

Le type de source de tension est un VFD qui convertit le courant continu de la source de tension en courant alternatif, et l'élément de filtre du circuit CC est un condensateur.

Avantages :

Le grand condensateur est utilisé comme liaison de filtre CC intermédiaire, et le problème d'égalisation de tension dynamique et le problème d'harmonique d'ordre élevé causé par le dispositif en série sont résolus grâce à une commande à trois niveaux ;

En utilisant des composants de puissance IGBT basse tension, le contenu harmonique est faible et les formes d'onde de tension et de courant sont bonnes.

Faible influence sur le moteur, facteur de puissance et efficacité élevés.

Avec l'avancement de la technologie, les VFD haute tension peuvent réaliser un fonctionnement à quatre quadrants et un contrôle vectoriel, et sont devenus le produit principal de la régulation de la vitesse du système de transmission actuel.

4. Variateur de vitesse source de courant

Le type de source de courant est un VFD qui convertit le courant continu de la source de courant en courant alternatif, et son élément de filtre de boucle CC est une inductance.

Son avantage est qu'il a une capacité de fonctionnement à quatre quadrants et peut facilement réaliser la fonction de freinage du moteur.L'inconvénient est que le pont onduleur doit être forcé à commuter, la structure de l'appareil est complexe et le réglage est difficile.De plus, étant donné que le redressement de déphasage du thyristor est utilisé côté grille, les harmoniques du courant d'entrée sont relativement importantes, et lorsque la capacité est grande, cela aura un certain impact sur la grille.

5. Entraînement à fréquence variable HV-LV-HV

Il porte le nom de l'application de VFD basse tension ou à usage général dans des environnements moyenne et haute tension au moyen de buck-boost.Le principe est de réduire la tension du réseau à la plage d'entrée de tension nominale ou admissible du régulateur de vitesse à fréquence variable basse tension via le transformateur abaisseur, puis de convertir le variateur de fréquence pour former un courant alternatif à fréquence et amplitude variables, puis convertissez-le en puissance moteur via le transformateur élévateur.niveau de tension requis.

L'utilisation de transformateurs pour obtenir un abaissement d'entrée et une élévation de sortie est essentiellement un variateur de fréquence basse tension.

L'avantage est qu'il peut être arbitrairement adapté à différents niveaux de réseaux électriques et de moteurs en définissant les paramètres du transformateur.Lorsque la capacité est faible (<500KW), le coût de transformation est inférieur à celui d'un VFD haute tension direct.

L'un des principaux inconvénients du VFD haut-bas-haut est que les transformateurs élévateurs et abaisseurs sont grands et volumineux, et que la plage de fréquences est facilement affectée par le transformateur.De plus, l'introduction du transformateur rend le rendement du système relativement faible, ce qui n'est pas utilisé actuellement.

6. Entraînement à fréquence variable de type HV-HV

C'est-à-dire que la haute tension de l'alimentation est directement ajoutée au VFD, redressée par le VFD, et l'onduleur entraîne le moteur haute tension.Le dispositif d'alimentation forme directement un VFD entre le réseau électrique et le moteur.Le problème de tension de tenue du dispositif de puissance étant difficile à résoudre, la méthode internationale actuelle consiste à augmenter le niveau de tension en connectant les dispositifs en série.

Avantages :

Le circuit VFD série direct a une structure simple et compacte, économise les transformateurs d'entrée et de sortie et économise des coûts et de l'espace au sol.Puisqu'il n'y a pas de transformateurs avec un grand nombre de joints, la perte de chaleur et le taux de défaillance des joints sont réduits et l'efficacité du travail est élevée (jusqu'à 98%).Le convertisseur de fréquence série direct peut ajouter un circuit de freinage CC ou un retour d'énergie comme un onduleur basse tension, et ses performances dynamiques peuvent également être aussi supérieures qu'un VFD basse tension, avec une large plage de régulation de vitesse.

Désavantage:

Le circuit d'entrée adopte un redressement direct et le courant d'entrée a de grandes harmoniques.

Afin de réduire l'impact sur l'entrée, un filtre peut être ajouté à l'extrémité d'entrée ou un redressement PWM peut être utilisé pour éviter les harmoniques.