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ETD AFE

有源前端和四象限变频器 


通用变频调速器存在的问题: 
1.  难以处理再生制动的能量；
2.  向交流电网注入大量谐波污染；

AFE 性能特点： 
■ AFE变流器能将直流母线电压保持在恒定的给定值上。它既可以作为整流器工作，也可作用逆变器工作，为电源侧的4象限运行。由于采用了自关断器件IGBT，通过恰当的SPWM模式，可对交流电流的大小和相位进行控制，并通过前端的各滤波、储能环节使交流输入电流接近正弦波。并且功率因数以1为中点而正负可调。在电机侧的制动能量通过逆变器返回而使直流母线电压升高时，可以使交流输入电流的相位与电源电压相位相反，实现再生发电运行，并将再生功率回馈到交流电网去，这时斩控整流器工作在有源逆变状态
■ AFE整流/逆变器为新一代交－直流环节。它采用自关断器件IGBT作为功率器件，并且采用正弦波的脉宽调制技术。从而避免了可控硅类功率元件的整流/回馈单元，由于电网侧故障而容易发生的逆变颠覆的弊端，使AC－DC环节的可靠性大幅度提高
■ 由于AFE整流/逆变器前端的电压与电流波形均已滤波成正弦波形，电压与电流正弦波形间的相位差角可以按需要在一定范围内设定，因此功率因数可调。它甚至可以对供电系统进行有源的功率因数补偿
■ 由于直流母线电压可在一定范围内设定，设定值即为稳压值，故AFE整流器抵抗电源电压偏低的能力很强，特别适合于供电电压长期偏低的情况作用
■ AFE为四象限运行的整流/回馈单元，由于采用SPWM方式，与可控硅的整流/回馈单元的工作原理完全不同。它在回馈运行时不必有自耦变压器配合
■ 采用IGBT功率元件及进线电流控制技术
■ 再生能量可反馈给电网
■ 功率因数可依据设定值或动态值而得到控制, 功率因数可被参数设定在-0.8~1.0~+0.8的范围内, 可以是导前或是滞后
■ 确保整机功率因数大于0.98
■ 采用AFE主动前端整流技术的驱动系统，谐波可被忽略, 其大小不受电网质量或负载轻重影响，总的谐波不超过1％
■ 不受电网波动的影响，直流母线电压保持稳定。AFE可以将弱电网上的低电压相应提高, 在电网电压瞬时下降到额定电压的65%时而平稳过渡，确保电机输出特性不受影响

二极管整流和AFE有源前端整流单元比较