轧机用交-直-交电压脉宽调制变频器简介

    以三菱公司提供的以GTO为元件的交直交变频器为例。每台电动机只需一台双绕组变压器，并以中间直流电压（三电平）为界，一次侧和二次侧（负载侧）各有一台相同的变流装置，负荷侧为逆变器，将直流电压变换成三相交流供电动机。其全套设备由高压开关、切换柜、整流柜、逆变柜、励磁柜、操作台以及交流进线电抗器、直流平波电抗器、转子位置检测器、光电编码器等部分组成。    图2-3所示同步电动机变频调速系统，此系统与普通的直流调速系统基本相同，所不同的是逆变器的γ角控制。同步电动机变频调速系统可分为两个部分：整流器（电源侧变流器）和逆变器（电动机侧变流器）。整流器的控制系统由速度调节器(ASR)、电流调节器(ACR)及整流器触发电路(AT1)组成，这和普通的直流电动机双闭环控制系统基本相同，所不同是因直流母线电流的单方向性，在ASR和ACR之间有一个绝对值发生器，AT1负责逆变桥换相的控制。图2-3中的其余部分构成了逆变器的控制系统，包括电机运行状态判别（制动、电动），高低速判别，以及零电流检测、换相时间采样，并将它的综合结果送入γ分配器中，将所需要的脉冲送入逆变器触发器(AT2)中实现电动机运行状态的变换和调速。
    图2-3    同步电动机变频调速系统原理框图    ASR-速度调节器；ACR-电流调节器；AT1-整流桥脉冲触发器；AT2-逆变桥脉冲触发器    同步电动机变频调速系统能否可靠运行的关键在于逆变桥的可靠换相。本系统采用两种换相方式，即在高速时采用反电动势换相法换相，在启动和低速时采用断续换相法换相。    钢铁工业连铸及钢材加工线传动也普遍采用IGBT交流调速。中功率轧机主传动将逐步被采用IGBT元件的交流电动机变频调速所占领。图2-4为IGBT交直交PWM变频调速系统。各种驱动方式的对比如表2-3所示。
    图2-4    IGBT交直交多电平PWM变频调速系统