¿Cómo funciona un inversor de alto voltaje?

Principio de funcionamiento del inversor de alto voltaje Hora: 08-02-28 Fuente: Soken Heping (Shanghai) Electrical Ingrese al foro 0 Tamaño de fuente: grande, mediano, pequeño

Palabras clave: funcionamiento de Inversor de principio de alto voltaje

Solcom & Hapn, una marca reconocida en China, ha obtenido más de 20 patentes nacionales y es proveedor de los proyectos de las Tres Gargantas y los Juegos Olímpicos. Proporciona altas y bajas. inversores de voltaje, gabinete de arrancadores de estado sólido (arrancadores suaves) de alto, medio y bajo voltaje), gabinete de distribución, caja de distribución, gabinete de distribución, I + D, producción y servicio de juegos completos de equipos de control industrial. Teléfono: 021-51271111. Los inversores de alto voltaje (llamados inversores de medio voltaje en el extranjero) se han promovido en China desde mediados de la década de 1990. Después de diez años de desarrollo, hoy en día han sido aceptados generalmente por el mercado. Se estima que la capacidad del mercado este año está entre. 1.000 millones y 2.000 millones entre yuanes y renminbi. Este artículo analizará las características de los inversores de alto voltaje desde dos aspectos: tecnología del producto y mercado. 1. Producto y características técnicas de los inversores de alto voltaje Desde los años 1980 hasta principios de los 1990, se utilizaron tres métodos principales para lograr la regulación de velocidad de los motores de alto voltaje: (1) Método de acoplamiento hidráulico. Es decir, se inserta un dispositivo de acoplamiento hidráulico en serie entre el motor y la carga, y la fuerza de acoplamiento entre el motor y la carga se ajusta a través de la altura del nivel del líquido para lograr la regulación de la velocidad de la carga (2) Velocidad en cascada; regulación. La regulación de velocidad en cascada debe utilizar un motor asíncrono bobinado, que rectifica e invierte parte de la energía del devanado del rotor para luego devolverla a la rejilla. Esto equivale a ajustar la resistencia interna del rotor, cambiando así el deslizamiento del motor; debido al voltaje del rotor, el voltaje de la red eléctrica generalmente no es el mismo, por lo que invertir a la red requiere un transformador. Para salvar este transformador, los motores alimentados internamente ahora se usan comúnmente en aplicaciones del mercado interno, es decir, Se realiza un devanado auxiliar trifásico en el estator que acepta específicamente la energía de retroalimentación del rotor, y el devanado auxiliar también participa en la realización del trabajo, de esta manera se reducirá la energía absorbida por el devanado principal de la red eléctrica. , logrando el propósito de regulación de velocidad y ahorro de energía. (3) Métodos altos y bajos. Dado que la tecnología de conversión de frecuencia de alto voltaje no se había resuelto en ese momento, primero se usó un transformador para reducir el voltaje de la red y luego se usó un convertidor de frecuencia de bajo voltaje para lograr la conversión de frecuencia. Para los motores, había dos métodos, uno. era usar un motor de bajo voltaje; el otro era usar un motor de bajo voltaje. El primer método es continuar usando el motor de alto voltaje original y es necesario agregar un transformador elevador entre el convertidor de frecuencia y el motor. Los tres métodos anteriores son tecnologías relativamente maduras hasta ahora. La precisión de la regulación de velocidad del acoplamiento hidráulico y la regulación de velocidad en cascada es relativamente pobre, el rango de regulación de velocidad es pequeño y la carga de trabajo de mantenimiento es grande. La eficiencia del acoplador hidráulico aún está muy por detrás en comparación con la regulación de velocidad de frecuencia variable, por lo que estas dos tecnologías son competitivas. Ya no es fuerte. En cuanto al modo alto-bajo, puede lograr un mejor efecto de regulación de velocidad, pero en comparación con el inversor de alto voltaje real, tiene las siguientes deficiencias: baja eficiencia, grandes armónicos, requisitos estrictos para el motor, cuando la potencia es grande ( Por encima de 500 KW), la confiabilidad es menor. La principal ventaja del enfoque alto-bajo es su menor costo. Actualmente, existen tres tipos principales de productos convencionales de inversores de alto voltaje: (1) Tipo de fuente de corriente. Como se muestra en la Figura 1. La parte del inversor de tipo fuente actual utiliza SGCT para conectarse directamente en serie para resolver el problema de resistencia al voltaje, y la parte de CC usa reactores para almacenar energía. El nivel técnico actual puede alcanzar un voltaje de salida de 7,2 KV, por lo que es adecuado para el. situación actual que la mayoría de voltajes domésticos son de 6KV. El factor de potencia del lado de entrada del inversor de fuente de corriente es relativamente bajo, el reactor genera una gran cantidad de calor y la eficiencia es menor que la del inversor de fuente de voltaje debido al uso de control de corriente, el diseño. del filtro de salida es más problemático y el inversor de dos niveles tiene problemas de voltaje de modo, armónicos y dv/dt son más prominentes, por lo que los requisitos para el motor son mayores. Aunque los inversores de fuente de corriente tienen la ventaja de poder retroalimentar energía, no hay demasiadas cargas que necesiten retroalimentar energía, especialmente para los inversores de uso general. Por lo tanto, la competitividad en el mercado de los inversores de fuente de corriente se ha debilitado gradualmente. Figura 1 Inversor de alto voltaje tipo fuente de corriente (2) Unidad de potencia tipo multinivel en serie. Como se muestra en la Figura 2.

Este inversor utiliza múltiples unidades de potencia de bajo voltaje en serie para lograr alto voltaje. El transformador reductor en el lado de entrada adopta un método de cambio de fase, que puede eliminar eficazmente la contaminación armónica de la red eléctrica. El lado de salida adopta un método sinusoidal de múltiples niveles. Tecnología PWM, que se puede aplicar a cualquier voltaje. Además, cuando una determinada unidad de potencia falla, puede salir automáticamente del sistema, mientras que las unidades de potencia restantes pueden continuar manteniendo el motor en funcionamiento, reduciendo las pérdidas causadas por el apagado. El sistema adopta un diseño modular y puede reemplazar rápidamente los módulos defectuosos. Se puede ver que la competitividad en el mercado de los inversores multinivel de la serie unitaria es muy obvia. Figura 2 Inversor de alto voltaje multinivel de la serie de unidades de potencia (3) Tipo de tres niveles. Como se muestra en la Figura 3. El inversor de tres niveles utiliza un circuito de sujeción para resolver el problema de la conexión en serie de dos dispositivos de potencia y permite que la salida de voltaje de fase tenga tres niveles. La estructura del circuito principal del inversor de tres niveles tiene pocos enlaces. Aunque es una estructura de fuente de voltaje, es fácil realizar retroalimentación de energía. El mayor problema que enfrentan los inversores de tres niveles en el mercado nacional es el problema de voltaje. Su voltaje de salida máximo no puede alcanzar los 6 KV, por lo que a menudo se requieren soluciones, ya sea cambiando el voltaje del motor o agregando un transformador elevador al inversor. lado de salida. Esta debilidad limita su aplicación. Figura 3 Inversor de alto voltaje de tres niveles En la actualidad, aunque algunas personas han propuesto otras soluciones diferentes de inversores de alto voltaje, la mayoría de ellas no tienen una viabilidad obvia o no tienen el potencial para reemplazar las tres estructuras de inversores convencionales mencionadas anteriormente. A medida que el costo de los inversores de alto voltaje disminuya aún más, en el mercado de potencia media, los inversores de tipo alto y bajo se retirarán de la competencia y solo se centrarán en aplicaciones de energía más pequeñas. Para los inversores multinivel de la serie unitaria, las principales desventajas son que el enlace del convertidor es complejo, la cantidad de componentes de potencia es grande y el volumen es ligeramente mayor. Sin embargo, otros métodos no pueden satisfacer las necesidades de las aplicaciones domésticas y la confiabilidad de. Las aplicaciones de dispositivos de alto voltaje aún no son demasiado altas, su ventaja competitiva puede seguir siendo insustituible en un futuro próximo. Debido al bajo voltaje de salida del inversor de tres niveles, el rango de aplicación principal debe ser en algunos campos especiales, como laminadores de acero, accionamientos de barcos, tracción de locomotoras, polipastos, etc. Los motores en estos campos están especialmente personalizados. El voltaje puede no ser el voltaje estándar. A un determinado nivel de potencia, es una tendencia de desarrollo tecnológico que los convertidores de frecuencia de tres niveles reemplacen a los convertidores de frecuencia CA-CA tradicionales. Un mayor desarrollo de los inversores de tres niveles espera la aparición de dispositivos de potencia de mayor voltaje y una mayor mejora de la confiabilidad de los productos existentes. En situaciones de potencia ultra alta, es decir, potencia superior a aproximadamente 8000 KW, el inversor de fuente de corriente LCI (inversor de conmutación de carga) compuesto por tiristores controlados por silicio sigue siendo el protagonista. Debido a las características técnicas anteriores, la mayoría de los inversores de alto voltaje de uso general son inversores multinivel de serie unitaria, alrededor del 70% o más. En la actualidad, hay no menos de 20 fabricantes de inversores de alto voltaje en China, representados por Li De Huafu, y básicamente todos utilizan esta estructura de circuito. 2. Características de mercado de los convertidores de frecuencia de alta tensión (1) Generalmente aceptados por el mercado. Si hace cinco años se promocionaran los inversores de alto voltaje, los usuarios normalmente tendrían que explicar sus principios y por qué deberían utilizarlos. Pero ahora, gracias a los esfuerzos conjuntos de muchos fabricantes y la publicidad de los efectos de su uso en el mercado, los usuarios han aceptado generalmente los inversores de alto voltaje. Es sólo una cuestión de quién elegir entre muchos fabricantes. (2) El rendimiento es importante. Los convertidores de frecuencia de alto voltaje generalmente tienen alta potencia y se utilizan en partes muy críticas. Por lo tanto, los usuarios están más preocupados por la confiabilidad del producto. La mejor manera de probar la confiabilidad es acudir a usuarios que ya lo han utilizado para comprender la situación. Cuantos más usuarios, más fuerte será la capacidad de persuasión. (3) No se puede ignorar la importancia del servicio. Los inversores de alto voltaje son equipos electrónicos de alta potencia que siempre encontrarán algunos problemas durante el uso. Las condiciones en las que funcionan los inversores de alto voltaje son muy importantes. El servicio es un aspecto muy importante para mantener las relaciones con los usuarios. Si el servicio no está disponible, o como algunos fabricantes extranjeros, el precio del servicio y los repuestos es más alto, afectará la elección del usuario. (4) La adaptabilidad in situ es muy importante. Es difícil para los fabricantes de desarrollo de inversores de alto voltaje en general imitar completamente las condiciones del usuario en el sitio en sus propios laboratorios. Por lo tanto, es muy importante considerar la flexibilidad del diseño del producto y si los problemas encontrados en el sitio se pueden resolver lo antes posible. posible. .

Debido al alto consumo de energía y la carga muy importante, los usuarios a menudo no quieren que el equipo sea probado durante mucho tiempo. Por lo tanto, el diseño del producto no es riguroso y una vez que se encuentran problemas, es muy difícil de resolver. En los últimos años, los productos de muchos fabricantes se han estancado, y ésta es la razón. (5) Los precios siguen cayendo. Debido a la feroz competencia y a la estrategia de precios bajos que los recién llegados deben adoptar para ganar rendimiento, el precio de los inversores de alto voltaje ha caído rápidamente. En algunos proyectos, los precios cotizados por algunos fabricantes competidores son incluso más bajos que el precio de costo. . Con el avance de la tecnología, los convertidores de frecuencia de alto voltaje no solo continuarán expandiendo su escala en el mercado existente, sino que también ampliarán aún más sus campos de aplicación. Para muchas cargas, también es necesario resolver los problemas de aplicación de ingeniería del convertidor de frecuencia. . En resumen, los convertidores de frecuencia de alta tensión están iniciando una época dorada de desarrollo.