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AFE變流器是隨著全控式開關(guān)器件(例如IGBT)的實用化而發(fā)展起來的斬控式可逆變流器。系統(tǒng)的交-直環(huán)節(jié)與直-交環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)完全相同,均采用正弦脈寬調(diào)制模式(SPWM)。其控制結(jié)構(gòu)包括直流母線電壓的電壓調(diào)節(jié)器;
AFE(Active Front End)整流/回饋單元的功能。
主動前端譯自英文Active Front End。從結(jié)構(gòu)上看,由于采用了 IGBT 功率元件, 所以它相當(dāng)于一個逆變器,不同的是其輸入為交流輸出為直流,因為它位于電源進線側(cè), 所以被稱為前端。其主動的含義在于,與傳統(tǒng)的二極管或可控制硅整流技術(shù)相比,主動前端不再是被動地將交流轉(zhuǎn)變成直流,而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波,提高功率因數(shù), 而且不受電網(wǎng)波動的影響, 具有卓越的動態(tài)特性。
AFE(Active Front End)整流/回饋單元的功能。
主動前端譯自英文Active Front End。從結(jié)構(gòu)上看,由于采用了 IGBT 功率元件, 所以它相當(dāng)于一個逆變器,不同的是其輸入為交流輸出為直流,因為它位于電源進線側(cè), 所以被稱為前端。其主動的含義在于,與傳統(tǒng)的二極管或可控制硅整流技術(shù)相比,主動前端不再是被動地將交流轉(zhuǎn)變成直流,而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波,提高功率因數(shù), 而且不受電網(wǎng)波動的影響, 具有卓越的動態(tài)特性。
技術(shù)特點
1. AFE變流器是隨著全控式開關(guān)器件(例如IGBT)的實用化而發(fā)展起來的斬控式可逆變流器。系統(tǒng)的交-直環(huán)節(jié)與直-交環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)完全相同,均采用正弦脈寬調(diào)制模式(SPWM)。其控制結(jié)構(gòu)包括直流母線電壓的電壓調(diào)節(jié)器;提供變頻器系統(tǒng)輸入電流瞬時值指令模式信號的功率因數(shù)調(diào)節(jié)器;與電流模式信號成正比的控制輸入電流的調(diào)節(jié)器;以及對變流器交流輸入電壓進行斬波控制的SPMW控制器。
2. AFE變流器能將直流母線電壓保持在恒定的給定值上。它既可以作為整流器工作,也可作用逆變器工作,為電源側(cè)的4象限運行。由于采用了自關(guān)斷器件IGBT,通過恰當(dāng)?shù)腟PWM模式,可對交流電流的大小和相位進行控制,并通過前端的各濾波、儲能環(huán)節(jié)使交流輸入電流接近正弦波。并且功率因數(shù)以1為中點而正負可調(diào)。在電機側(cè)的制動能量通過逆變器返回而使直流母線電壓升高時,可以使交流輸入電流的相位與電源電壓相位相反,實現(xiàn)再生發(fā)電運行,并將再生功率回饋到交流電網(wǎng)去,這時斬控整流器工作在有源逆變狀態(tài)。
3. AFE整流/逆變器為新一代交-直流環(huán)節(jié)。它采用自關(guān)斷器件IGBT作為功率器件,并且采用正弦波的脈寬調(diào)制技術(shù)。從而避免了可控硅類功率元件的整流/回饋單元,由于電網(wǎng)側(cè)故障而容易發(fā)生的逆變顛覆的弊端,使AC-DC環(huán)節(jié)的可靠性大幅度提高。
4. 由于AFE整流/逆變器前端的電壓與電流波形均已濾波成正弦波形,電壓與電流正弦波形間的相位差角可以按需要在一定范圍內(nèi)設(shè)定,因此功率因數(shù)可調(diào)。它甚至可以對供電系統(tǒng)進行有源的功率因數(shù)補償。
5. 由于直流母線電壓可在一定范圍內(nèi)設(shè)定,設(shè)定值即為穩(wěn)壓值,故AFE整流器抵抗電源電壓偏低的能力很強,特別適合于供電電壓長期偏低的情況作用。
6. AFE整流/逆變器前端部分的開關(guān)與濾波、儲能元件安裝要求較高,一般均采用西門子公司供貨的總成,其前端集成了正弦波的電壓/電流濾波器。但需注意, AFE前端模塊的接地結(jié)構(gòu)對IT電網(wǎng)與TT/TN電網(wǎng)而言是不同的,錯用會引起問題。
7. AFE為四象限運行的整流/回饋單元,由于采用SPWM方式,與可控硅的整流/回饋單元的工作原理完全不同。它在回饋運行時不必有自耦變壓器配合。
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