Principio di funzionamento dell’unità elettrica di Schorch

Principio di funzionamento dell’unità elettrica di Schorch

La topologia di base dell’unità di conversione della frequenza di serie di Schorch è un raddrizzatore a tre fasi AC-DC-AC/invertitore monofase.

Il segnale in ingresso ca a tre fasi viene rettificato in corrente continua pulsante mediante un raddrizzatore a ponte incontrollabile a tre fasi, quindi filtrato in corrente continua da un condensatore a filtro e inviato ad un circuito di invertitore a ponte monofase, composto da quattro IGBTs, che forma una struttura a ponte h. Controllando correttamente la sequenza di commutazione delle quattro IGBTs, l’output di ciascuna unità può ottenere livelli di tensione 0V e Ud3 (Ud è l’ampiezza della tensione cc dell’unità di potenza). Le 8 unità di potenza di ciascuna fase del sistema VFD (sistema da 10KV) sono collegate in serie (l’output u1 dell’unità A1 è collegato all’output u2 dell’unità A2, e così via, e infine l’output u1 di tre unità di A8, B8 e C8 sono collegate insieme come punto centrale del convertitore), e 17 livelli di tensione possono essere ottenuti all’uscita di ciascuna fase.

La tensione del bus a corrente continua è di circa 960V quando la tensione nominale dell’unità elettrica è 690V. L’invertitore è costituito da due moduli IGBT con tensione di 1700V resistenti alla formazione di un circuito di invertitore monofase a ponte h, controllato da PWM per ottenere una conversione ad alta tensione in corrente alternata ad entrambe le estremità di u1 e u2, con tensione di uscita di 0-690V per corrente alternata monofase.

L’invertitore adotta una tecnologia di controllo PWM a più livelli a spostamento di fase. Le unità di potenza della stessa fase emettono la tensione di base con la stessa ampiezza e fase, ma le onde portanti di ciascuna unità in serie sono scaglionate di un certo angolo elettrico per raggiungere PWM a più livelli e la tensione di uscita è molto vicina all’onda sinusoidale. Ogni gradino di livello è solo la dimensione della tensione del bus a corrente continua, du/dt è molto piccola, per cui l’isolamento del motore non ne risentirà.

La comunicazione tra la centralina elettrica e il principale sistema di comando avviene attraverso fibre ottiche per risolvere il problema dell’isolamento e dell’interferenza tra potenza forte e debole. L’unità di potenza adotta una struttura modulare, tutte le unità di potenza possono essere intercambiabili e anche la manutenzione è più conveniente.

L’unità di potenza adotta una frequenza di commutazione inferiore per ridurre la perdita di commutazione e può essere utilizzata senza circuito di assorbimento di sovracorrente per migliorare la potenza della VFD. A causa dell’adozione di PWM a più livelli per il cambio di fase, la frequenza di commutazione di uscita equivalente è elevata e il numero di livelli di uscita aumenta, il che può migliorare notevolmente la forma d’onda di uscita e ridurre le armoniche di uscita, e le pulsazioni di riscaldamento del motore, rumore e coppia causate dalle armoniche sono notevolmente ridotte. Quindi il VFD di Schorch non ha requisiti particolari per il motore, può essere usato per il motore comune HV, può essere usato anche per il motore vecchio senza deragliare.