模塊化多電平換流器MMC原理簡(jiǎn)介資料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1模塊化多電平換流器模塊化多電平換流器MMC原理原理(yunl)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介資料介資料第一頁(yè)，共37頁(yè)。在電網(wǎng)中，有功功率從相位超前側(cè)流向相位滯后側(cè)，無功功率在電網(wǎng)中，有功功率從相位超前側(cè)流向相位滯后側(cè)，無功功率(w n n l)(w n n l)由電壓由電壓幅值高側(cè)流向幅值低側(cè)！幅值高側(cè)流向幅值低側(cè)！UIUCUS第1頁(yè)/共37頁(yè)第二頁(yè)，共37頁(yè)。UUCUSUcUsULUC US時(shí)時(shí), I 為容性為容性ItUUCUStUSUCULUC 0UC投入投入21000切除切除4010UC閉鎖閉鎖60000具體開關(guān)狀態(tài)(zhungti)如表1所述。表1 子模塊的工作狀態(tài)(zhungti)表1 子模塊(m

2、 kui)的工作狀態(tài)MMC主回路主回路(hul)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第10頁(yè)/共37頁(yè)第十一頁(yè)，共37頁(yè)。MMC主回路主回路(hul)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第11頁(yè)/共37頁(yè)第十二頁(yè)，共37頁(yè)。2 2、主回路參數(shù)、主回路參數(shù)(cnsh)(cnsh)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第12頁(yè)/共37頁(yè)第十三頁(yè)，共37頁(yè)。7.075.771.3kVkVkV2 2、主回路參數(shù)、主回路參數(shù)(cnsh)(cnsh)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第13頁(yè)/共37頁(yè)第十四頁(yè)，共37頁(yè)。2 2、主回路參數(shù)、主回路參數(shù)(cnsh)(cnsh)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第14頁(yè)/共37頁(yè)第十五頁(yè)，共37頁(yè)。mFUICSMacPM6.42000%5100457842 2、主回路參數(shù)、主回路

3、參數(shù)(cnsh)(cnsh)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第15頁(yè)/共37頁(yè)第十六頁(yè)，共37頁(yè)。2 2、主回路、主回路(hul)(hul)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)- -減小電容后波形減小電容后波形第16頁(yè)/共37頁(yè)第十七頁(yè)，共37頁(yè)。2 2、主回路參數(shù)設(shè)計(jì)、主回路參數(shù)設(shè)計(jì)- -增加電容增加電容(dinrng)(dinrng)后波形后波形第17頁(yè)/共37頁(yè)第十八頁(yè)，共37頁(yè)。目前的控制方法，能夠滿足：目前的控制方法，能夠滿足：1 1、在、在1-50Hz1-50Hz變頻工況，功率單元按照變頻工況，功率單元按照30uf/A30uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定2 2、在、在50Hz50Hz定頻工況，功率單元按照

4、定頻工況，功率單元按照15uf/A15uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定如果控制方式能夠達(dá)到如果控制方式能夠達(dá)到(d do)(d do)在在1-50Hz1-50Hz變頻工況，功率單元變頻工況，功率單元按照按照10uf/A10uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定。那么就可以考慮功率單元按照薄電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定。那么就可以考慮功率單元按照薄膜電容代替電解電容。膜電容代替電解電容。2 2、主回路參數(shù)、主回路參數(shù)(cnsh)(cnsh)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第18頁(yè)/共37頁(yè)第十九頁(yè)，共37頁(yè)。第19頁(yè)/共37頁(yè)第二十頁(yè)，共37頁(yè)。第20頁(yè)/共37頁(yè)第二十一頁(yè)，共37頁(yè)。3、用途、用途(yngt)介

5、紹介紹第21頁(yè)/共37頁(yè)第二十二頁(yè)，共37頁(yè)。3、用途、用途(yngt)介紹介紹第22頁(yè)/共37頁(yè)第二十三頁(yè)，共37頁(yè)。3、用途、用途(yngt)介紹介紹第23頁(yè)/共37頁(yè)第二十四頁(yè)，共37頁(yè)。25第24頁(yè)/共37頁(yè)第二十五頁(yè)，共37頁(yè)。26二、交流調(diào)速系統(tǒng)二、交流調(diào)速系統(tǒng)(xtng)的分類的分類交流交流(jioli)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 同步同步(tngb)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī) 永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī) 無刷直流電動(dòng)機(jī)無刷直流電動(dòng)機(jī)及及開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)都滿足都滿足“定子電流的頻率與轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格比例關(guān)系定子電流的頻率與轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格比例關(guān)系”的條件，

6、所以也把它歸入的條件，所以也把它歸入同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入交流電交流電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入交流電( (或周期脈沖電流或周期脈沖電流) )后，其定子磁動(dòng)勢(shì)是一后，其定子磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)個(gè)旋轉(zhuǎn)( (或步進(jìn)旋轉(zhuǎn)或步進(jìn)旋轉(zhuǎn)) )的磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)?shù)拇艅?dòng)勢(shì)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子電流的頻率有嚴(yán)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子電流的頻率有嚴(yán)格比例關(guān)系格比例關(guān)系的電動(dòng)機(jī)稱的電動(dòng)機(jī)稱同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)，無嚴(yán)格比例關(guān)系的電動(dòng)機(jī)稱，無嚴(yán)格比例關(guān)系的電動(dòng)機(jī)稱異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)。第25頁(yè)/共37頁(yè)第二十六頁(yè)，共37頁(yè)。271 異步電動(dòng)機(jī)的電路異步電動(dòng)機(jī)的電路(dinl)等效原理圖等效原理圖勵(lì)磁電阻勵(lì)磁電抗，轉(zhuǎn)子

7、電阻，定子電阻：轉(zhuǎn)子漏抗，漏抗，：mmrxrrxx2121定子第26頁(yè)/共37頁(yè)第二十七頁(yè)，共37頁(yè)。28一、固有一、固有(gyu)機(jī)械特性機(jī)械特性1 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性特性)1 (60)1 (10spfsnn異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速22cosICTTi轉(zhuǎn)矩物理表達(dá)式22122112211122211/2/xxsrrfsrpUmsrImPTem轉(zhuǎn)矩的參數(shù)(cnsh)表達(dá)式第27頁(yè)/共37頁(yè)第二十八頁(yè)，共37頁(yè)。29很小2cos 大很多比轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子漏抗2222rLxo222290/接近rLarctg起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子中的電勢(shì)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子中的電勢(shì)、電流的頻率、電流的頻率等于或接等于或

8、接近于電源頻率近于電源頻率12ff很大2I并不大22cosI電流較大時(shí)，定子電流較大時(shí)，定子(dngz)漏抗上的壓降增大漏抗上的壓降增大 減小感應(yīng)電勢(shì)1E減小磁通起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(q dn zhun j)不大不大 22cosICTTi第28頁(yè)/共37頁(yè)第二十九頁(yè)，共37頁(yè)。30stTemTs10曲線)(sfT 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性表達(dá)式特性表達(dá)式 曲線 sfT 有曲線段和直線有曲線段和直線(zhxin)段組成，以最大轉(zhuǎn)矩段組成，以最大轉(zhuǎn)矩 為界。為界。mT第29頁(yè)/共37頁(yè)第三十頁(yè)，共37頁(yè)。31二、起動(dòng)時(shí)應(yīng)減小起動(dòng)電流二、起動(dòng)時(shí)應(yīng)減小起動(dòng)電流(dinli)，增大起動(dòng)

9、轉(zhuǎn)矩，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 降低起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子回路中的降低起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子回路中的 與與 的比值的比值 2x2r2cos提高變頻起動(dòng)，在較低的頻變頻起動(dòng)，在較低的頻率下起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使起率下起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使起動(dòng)時(shí)的動(dòng)時(shí)的 減小減小 2x轉(zhuǎn)子回路串入轉(zhuǎn)子回路串入電阻，增加電阻，增加 2r1、繞線式異步電機(jī)、繞線式異步電機(jī)第30頁(yè)/共37頁(yè)第三十一頁(yè)，共37頁(yè)。32二、起動(dòng)時(shí)應(yīng)減小起動(dòng)電流二、起動(dòng)時(shí)應(yīng)減小起動(dòng)電流(dinli)，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 大容量繞線電機(jī)軟啟動(dòng)裝置例如水阻啟動(dòng)、干阻啟動(dòng)等，原理都是在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入電阻，增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。業(yè)內(nèi)(y ni)以追日、萬洲、大力等為龍頭的襄樊軟啟動(dòng)企業(yè)，占據(jù)全國(guó)大

10、部分的市場(chǎng)份額。 1、繞線式異步電機(jī)、繞線式異步電機(jī)第31頁(yè)/共37頁(yè)第三十二頁(yè)，共37頁(yè)。332、鼠籠型異步電機(jī)、鼠籠型異步電機(jī)在不影響在不影響“能起動(dòng)能起動(dòng)”的前提下，盡可能減小起動(dòng)電流的前提下，盡可能減小起動(dòng)電流，以減小起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)，以減小起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)(dinwng)的沖擊的沖擊 I.降壓起動(dòng)（起動(dòng)電流降壓起動(dòng)（起動(dòng)電流(dinli)減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓平方減?。p小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓平方減小） 1 自耦變壓器降壓自耦變壓器降壓(jin y)起動(dòng)起動(dòng) 轉(zhuǎn)換起動(dòng)Y23 定子回路串電抗器起動(dòng)定子回路串電抗器起動(dòng) 4 用晶閘管構(gòu)成的交流調(diào)壓器降壓起動(dòng)用晶閘管構(gòu)成的交流調(diào)壓器降壓起動(dòng) 第32頁(yè)

11、/共37頁(yè)第三十三頁(yè)，共37頁(yè)。342、鼠籠型異步電機(jī)、鼠籠型異步電機(jī)II.某些特種電機(jī)，利用某些特種電機(jī)，利用“擠流效應(yīng)擠流效應(yīng)”設(shè)計(jì)深槽轉(zhuǎn)子電機(jī)，或雙鼠籠轉(zhuǎn)子電設(shè)計(jì)深槽轉(zhuǎn)子電機(jī)，或雙鼠籠轉(zhuǎn)子電機(jī)。原理都是提高起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻，增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到降低啟動(dòng)電機(jī)。原理都是提高起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻，增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到降低啟動(dòng)電流的目的。但是流的目的。但是(dnsh)這些方式會(huì)增加有功功率損耗。這些方式會(huì)增加有功功率損耗。第33頁(yè)/共37頁(yè)第三十四頁(yè)，共37頁(yè)。35 異步電動(dòng)機(jī)變頻異步電動(dòng)機(jī)變頻(bin pn)調(diào)電壓與頻率的協(xié)調(diào)控調(diào)電壓與頻率的協(xié)調(diào)控制制定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值: 1

12、11114.44NmEf NkU 定子每相繞組的有效串聯(lián)匝數(shù)定子每相繞組的有效串聯(lián)匝數(shù) 11NN k每極氣隙磁通量每極氣隙磁通量 m電機(jī)調(diào)速運(yùn)行(ynxng)時(shí)應(yīng)保持氣隙磁通 恒定： 磁通太強(qiáng)-電機(jī)勵(lì)磁電流增大，功率因數(shù)降低，鐵耗增大。 磁通太弱-電機(jī)鐵芯不能充分利用，電磁轉(zhuǎn)矩矩下降。為了保持為了保持 磁通為常數(shù)，調(diào)頻時(shí)應(yīng)同時(shí)調(diào)壓，使磁通為常數(shù)，調(diào)頻時(shí)應(yīng)同時(shí)調(diào)壓，使 U/F=C, U/F=C, 變頻變頻(bin pn)(bin pn)調(diào)速系統(tǒng)常被稱為變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)常被稱為變壓變頻(bin pn)(bin pn)（VVVFVVVF）調(diào)速系統(tǒng)）調(diào)速系統(tǒng)(Variable voltage,variable frequnecy)第34頁(yè)/共37頁(yè)第三十五頁(yè)，共37頁(yè)。3 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速)s(pf)s(nn160110變頻調(diào)速變頻調(diào)速 MMCMMC目前的技術(shù)能力目前的技術(shù)能力(nngl)(nngl)能夠滿足：能夠滿足：在在1-50Hz1-50Hz變頻工況，功率單元按照變頻工況，功率單元按照30uf/A30uf/A電容電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定。這也是電解電容紋波承受能力設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定。這也是電解電容紋波承受能力(nngl)(nngl)。如果控制方式能夠達(dá)到在如果控制方式能夠達(dá)到在1-50Hz1-50Hz變