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變頻器的主要結構介紹

變頻器拓撲結構

高壓變頻調速系統(tǒng)采用直接“高-高”變換形式，為單元串聯(lián)多電平拓撲結構，主體結構由多組功率模塊串聯(lián)而成，從而由各組低壓疊加而產(chǎn)生需要的高壓輸出，它對電網(wǎng)諧波污染小，輸入諧波畸變小于3，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標準，輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數(shù)補償裝置；輸出波形質量好，輸出電壓諧波畸變小于2，不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機，變頻裝置（6/10）kV輸出，每個系統(tǒng)共有5/24）個功率單元，每（5/8）個功率單元串連構成一相，其系統(tǒng)結構如下圖：

1功率單元

每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣，二次繞組采用星形折邊接法，實現(xiàn)多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。每個功率單元結構上完全一致，可以互換。

系統(tǒng)為基本的單相逆變電路，整流側為二極管三相橋，IGBT逆變橋的控制方式為PWM控制，并且有自動單元旁路功能。

單元旁路功能：當某個功率模塊發(fā)生故障時，自動進行旁路，變頻裝置不停機。確保維持生產(chǎn)要求，大大提高系統(tǒng)運行的可靠性。

2功率柜

柜內主要對功率單元進行組合，通過每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，輸出無須增加輸出濾波器，就可滿足輸出電機電纜的長度很長，電機不需要降額使用。

3變壓器柜

主要包括為功率單元供電的移相變壓器，輸入側的電壓、電流檢測器件，以及溫度檢測器件溫控器。

4 冷卻風機

變頻器功率柜頂部和變壓器柜頂部所配冷卻風機，在變頻器運行后自動運行。風機大小和個數(shù)根據(jù)功率大小進行配置，采用優(yōu)Z離心冷卻風機。

5控制柜

控制器采用DSP FPGA芯片，設計的算法能保證電機達到的運行性能。彩色嵌入式人機界面提供友好的全中文監(jiān)控和操作界面，同時可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡化控制。控制器包括一臺內置的PLC，用于柜體內開關信號的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種操作信號和狀態(tài)信號(包括DCS/RS485/ Modbus /Profibus)的協(xié)調，并且可以根據(jù)用戶的需要擴展控制開關量。控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)應具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁干擾性能。