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浅谈高压变频器功率单元

2023-06-07 23:44:00

襄阳奥东电气有限公司AD-BPF系列高压变频器内功率单元外壳采用塑料外壳结构，易于模块化，安装效率比原来高80%。每个功率单元完全相同，可以在整个机器中相互交换。该单元设计成可密封的形式，适用于高潮、多尘、多腐蚀气体的场合。

一、高压变频器功率单元优点：

1、总线符合现代工业控制要求，可扩展性好，安全性高。

2、模块化提高安装维护效率，通用性好。

3、减少变频器对空间的要求。

二、功率单元的主要设备：

高压变频器中的功率单元主要包括：IGBT、包括电解电容、薄膜电容、整流桥/二极管等。

三、功率单元的安装数量：

AD-BPF系列高压变频调速系统结构由移相变压器、功率单元和BCP52-16控制器组成。6kV系列有18个功率单元，每6个功率单元串联形成一个相，10kV系列有24个功率单元，每8个功率单元串联形成一个相。

四、功率单元电路：

每个功率单元的结构完全相同，可以互换。它是一个基本的交换-直接-交换单相逆变电路。整流侧为六个二极管，实现三相全波整流。通过控制IGBT逆变桥的正弦PWM，可以得到图4所示的波形。每个功率单元完全相同，可以互换。这不仅方便调试和维护，而且备份非常经济。如果单元出现故障，单元的输出端可以通过软件自动控制IGBT的两个桥梁，而不影响运行。

五、输入侧结构：

输入侧由移相变压器(H级绝缘)给每个单元供电，每个功率单元承受所有电机电流、1/5(1/8)相电压和1/15(1/24)输出功率。15(24)单元在变压器上有自己独立的三相输入绕组。功率单元与变压器二次绕组之间的相互绝缘。为了实现多重化，降低输入电流的谐波成分，二次绕组采用延边三角形连接。第15(24)二次绕组分为三相位组。

功率单元的数量会根据功率、电压等级而变化，功率越大，电压等级越高，单元数量越多。

移相变压器的副侧绕组分为三组，形成30(48)脉冲整流模式；这种多级移相叠加的整流模式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1，输入电流谐波成分低。输入电流总谐波成分的实际测量低于5%。

由于变压器副绕组的独立性，各功率单元的主电路相对独立，类似于传统的低压变频器，易于采用现有的成熟技术。

六、输出侧结构：

每个单元的U输出侧由每个单元的U输出侧和V输出端子串联，形成星形连接供电。通过重组每个单元的PWM波形，可以得到阶梯PWM波形。这种波形具有良好的正弦度，dv/dt很小，可以减少对电缆和电机的绝缘损坏。无需输出滤波器，输出电缆长度可达1000米。电机可直接用于旧设备的改造，无需减少配额。同时，电机的谐波损耗大大降低，消除了由此产生的机械振动，降低了轴承和叶片的机械应力。

采用32位DSP控制器和各单元控制板。、大型集成电路及表面焊接技术，系统可靠性高。

此外，控制器与功率单元之间采用多通道光纤通信技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离。该系统安全性高，抗电磁干扰性能好。

七、“星点漂移”功能：

此外，在高压变频器的运行过程中，当其中一个单元出现故障时，由于单元的旁路功能，可以暂时旁路，但损坏单元的相必然会降低输出电压，与其他两相电压不平衡，导致电机端电流不平衡，无法长时间运行。此时，有必要使用“星漂移”功能。

“星点漂移”功能实现一个或多个单元故障后，保持高压变频器的有效输出电压最大化，调整三相输出线电压平衡，使高压变频器的可靠性达到更高水平，最大限度地保证变频器的连续安全运行。

因此，“飞车启动”和“星点漂移”功能在变频器的安装、调试和工业生产中具有重要意义。随着技术的不断进步和科学研究的不断深化，这两个功能正在应用于变频器的实践中，形成了高压变频器的一个特点。

八、安装功率单元：

在襄阳奥东电气有限公司工程服务技术人员的指导下，必须进行各单元包装的拆卸和安装。

◆打开变频调速系统单元模块的包装，检查单元模块可能发生的运输损坏。如有异常或损坏，请立即联系襄阳奥东电气有限公司技术服务部。

◆将功率单元放在单元导轨上，推到位，用附带螺栓固化。

◆若变频调速系统是一种整体运输方式，则可省略。

九、功率单元的电缆连接：