高压变频器培训资料
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高压变频器培训ppt课件
详细描述
高压变频器在电力、钢铁、有色金属、采矿、石油、化工、制药等领域得到广泛 应用。例如，在电力行业，高压变频器用于火电厂的引风机和送风机的节能调速 ；在钢铁行业，用于高炉鼓风机和炼钢厂的除尘风机等设备的调速控制。
高压变频器的发展历程与趋势
要点一
总结词
要点二
详细描述
概述高压变频器的发展历程，并预测未来的发展趋势。
逆变器采用绝缘栅双极晶体管（IGBT ）作为开关器件，通过控制开关的通 断来改变输出电压的幅值和频率。
整流器采用大电容滤波，使输入的工 频电流得到平滑，达到直流电的效果 。
高压变频器的性能特点
01
02
03
04
调速范围广
高压变频器的输出频率可以从 0到50Hz，甚至更高，因此可 以满足各种不同的调速需求。
节能效果显著
高压变频器可以根据实际需要 调整电机转速，从而减少不必
要的能源浪费。
启动平稳
高压变频器具有软启动功能， 可以减小电机启动时的冲击电
流，延长设备使用寿命。
自动化控制
高压变频器可以与PLC等控制 系统配合使用，实现自动化控
制，提高生产效率。
高压变频器与其他调速方式的比较
与传统挡板调节方式相比，高压 变频器具有更高的调节精度和响 应速度，同时还可以实现远程控
按拓扑结构分类
可分为交-直-交型和交-交型高压变频器。其中交 -直-交型高压变频器应用较为广泛。
按输出电压调制方式分类
可分为脉冲宽度调制（PWM）和空间矢量调制（ SVM）等类型的高压变频器。PWM调制方式较 为常用，而SVM调制方式具有更好的电压输出波 形和更高的输出电压。
常见高压变频器品牌与型号
考虑负载特性
高压变频器在电力、钢铁、有色金属、采矿、石油、化工、制药等领域得到广泛 应用。例如，在电力行业，高压变频器用于火电厂的引风机和送风机的节能调速 ；在钢铁行业，用于高炉鼓风机和炼钢厂的除尘风机等设备的调速控制。
高压变频器的发展历程与趋势
要点一
总结词
要点二
详细描述
概述高压变频器的发展历程，并预测未来的发展趋势。
逆变器采用绝缘栅双极晶体管（IGBT ）作为开关器件，通过控制开关的通 断来改变输出电压的幅值和频率。
整流器采用大电容滤波，使输入的工 频电流得到平滑，达到直流电的效果 。
高压变频器的性能特点
01
02
03
04
调速范围广
高压变频器的输出频率可以从 0到50Hz，甚至更高，因此可 以满足各种不同的调速需求。
节能效果显著
高压变频器可以根据实际需要 调整电机转速，从而减少不必
要的能源浪费。
启动平稳
高压变频器具有软启动功能， 可以减小电机启动时的冲击电
流，延长设备使用寿命。
自动化控制
高压变频器可以与PLC等控制 系统配合使用，实现自动化控
制，提高生产效率。
高压变频器与其他调速方式的比较
与传统挡板调节方式相比，高压 变频器具有更高的调节精度和响 应速度，同时还可以实现远程控
按拓扑结构分类
可分为交-直-交型和交-交型高压变频器。其中交 -直-交型高压变频器应用较为广泛。
按输出电压调制方式分类
可分为脉冲宽度调制（PWM）和空间矢量调制（ SVM）等类型的高压变频器。PWM调制方式较 为常用，而SVM调制方式具有更好的电压输出波 形和更高的输出电压。
常见高压变频器品牌与型号
考虑负载特性
高压变频器培训讲义
安装环境要求：避免阳光 直射、高温、潮湿等恶劣 环境
安装注意事项
安装空间要求：确保设备 有足够的空间，方便操作 和维护
电缆连接要求：电缆连接 要牢固、可靠，避免松动 或短路
安全防护要求：安装过程 中要注意安全，防止意外 事故发生
调试要求：安装完成后要 进行调试，确保设备正常 运行
调试流程与步骤
行业政策法规影响及政策建议
行业政策法规概 述
政策法规对高压 变频器市场的影 响
政策建议：促进 高压变频器市场 发展
未来政策走向预 测
汇报人：
Hale Waihona Puke 安全事故应急处理流程立即切断电源，停 止设备运行
疏散人员，确保安 全
报告相关部门，启 动应急预案
配合专业人员进行 现场处置和救援
市场现状及竞争格局分析
市场规模及增长趋势
主要竞争者分析
市场份额分布情况
行业发展趋势预测
技术发展趋势预测及创新方向探讨
技术发展趋势：高压变频器技术将不断向高效、节能、环保方向发展 创新方向探讨：未来高压变频器将更加注重智能化、网络化、模块化等方面的创新 市场需求预测：随着工业自动化水平的提高，高压变频器市场需求将持续增长 行业竞争格局：高压变频器市场竞争激烈，企业需要加强技术研发和市场拓展
维护保养计划与内容
定期检查： 对高压变频 器进行定期 检查，包括 外观、接线、 散热系统等
清洁保养： 定期对高压 变频器进行 清洁保养， 保持设备清 洁干燥
紧固件检查： 对高压变频 器的紧固件 进行检查， 确保其紧固 可靠
更换易损件： 定期更换高 压变频器的 易损件，如 风扇、滤清 器等
参数设置与 调整：根据 实际运行情 况对高压变 频器的参数 进行设置和 调整，确保 其正常运行
高压变频器原理及维护培训PPT课件
相反，滤网安装时注意滤网方向：箭头方向朝变频器柜内安装。 4.10 检查所有连接螺丝的紧固性；
4.11 用带塑料吸嘴的吸尘器彻底清洁柜内外，保证设备无尘，保 证散热;
4.12 检验接地是否良好。
五、变频器的故障查询及处理方法
5.1故障的分类
SH-HVF系列高压变频器故障按照保护等级不同分为消息、报警、 故障。
4.3 变频器正常运行时，应注意经常对变频器室温度进行巡视，保证变 频器的环境温度不高于40℃。
4. 变频器的日常维护
4.4 门窗通风散热是否良好； 4.5 变频器进风口、变频器房间进风口是否因积尘过多而堵塞； 4.6 变频器运行参数是否正常，有无报警； 4.7 柜内冷却风机运转是否正常； 4.8 变频器内是否有振动或异常声音等； 4.9 变频器滤网拆卸步骤图。变频器滤网安装步骤与滤网拆卸步骤
6KV 异步电动机
（2）功率单元
所有的功率模块均为智能化设计,具有强大的自诊断指导能力， 一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元 中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同 时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时 已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证 了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在 得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模 块，减少停机时间。
移相变压器实物图
移相 变压器
6KV交流 输入
功率单元 A1
功率单元 A2
功率单元 A3
功率单元 A4
功率单元 A5
功率单元 A6
功率单元 B1
功率单元 B2
功率单元 B3
功率单元 B4
功率单元 B5
功率单元 B6
4.11 用带塑料吸嘴的吸尘器彻底清洁柜内外，保证设备无尘，保 证散热;
4.12 检验接地是否良好。
五、变频器的故障查询及处理方法
5.1故障的分类
SH-HVF系列高压变频器故障按照保护等级不同分为消息、报警、 故障。
4.3 变频器正常运行时，应注意经常对变频器室温度进行巡视，保证变 频器的环境温度不高于40℃。
4. 变频器的日常维护
4.4 门窗通风散热是否良好； 4.5 变频器进风口、变频器房间进风口是否因积尘过多而堵塞； 4.6 变频器运行参数是否正常，有无报警； 4.7 柜内冷却风机运转是否正常； 4.8 变频器内是否有振动或异常声音等； 4.9 变频器滤网拆卸步骤图。变频器滤网安装步骤与滤网拆卸步骤
6KV 异步电动机
（2）功率单元
所有的功率模块均为智能化设计,具有强大的自诊断指导能力， 一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元 中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同 时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时 已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证 了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在 得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模 块，减少停机时间。
移相变压器实物图
移相 变压器
6KV交流 输入
功率单元 A1
功率单元 A2
功率单元 A3
功率单元 A4
功率单元 A5
功率单元 A6
功率单元 B1
功率单元 B2
功率单元 B3
功率单元 B4
功率单元 B5
功率单元 B6
高压变频器培训资料课件
04
高压变频器的安装与调试
安装注意事项
空间要求
确保高压变频器周围有 足够的空间，以便进行
安装和维护。
环境条件
选择干燥、通风良好、 无腐蚀性气体的环境， 以延长设备使用寿命。
电源配置
确保电源电压稳定，并 配备相应的断路器和保
护措施。
接地处理
确保设备接地良好，以 保障操作安全。
调试步骤与方法
01
02
保护电路
保护电路介绍
保护电路用于在高压变频器出现 异常情况时，及时切断电源或采 取其他保护措施，防止设备损坏
和事故发生。
组成部件
保护电路主要由输入滤波器、熔断 器、过流保护器和过压保护器等部 分组成。
工作原理
当变频器出现短路、过载或过压等 异常情况时，保护电路会立即切断 电源或采取其他保护措施，防止设 备损坏和事故发生。
高压变频器培训资料课件
目录
• 高压变频器概述 • 高压变频器的基本结构与组件 • 高压变频器的控制策略与调速原理 • 高压变频器的安装与调试 • 高压变频器的维护与保养 • 高压变频器的应用案例与效果分析
01
高压变频器概述
高压变频器的定义与工作原理
总结词：深入理解
详细描述：高压变频器是一种能够将输入的工频电源转换为高压、可调频率电源 的设备。其工作原理主要基于电力电子技术和控制理论，通过改变电源的频率来 实现电机的调速。
常见故障的预防措施
预防过载
合理设置高压变频器的负载，避免过载运行，导 致设备损坏。
预防电压波动
确保输入电压稳定，避免电压波动对高压变频器 造成影响。
预防短路
定期检查高压变频器的电路，确保无短路现象， 防止设备损坏。
高压变频培训课件
2023-11-07•高压变频器概述•高压变频器系统组成及主要部件•高压变频器的控制策略与性能优化•高压变频器的调试与维护•高压变频技术的发展趋势与展望目•案例分析与应用实践录01高压变频器概述高压变频器是一种用于电力转换的设备，它可以将输入的电源电压进行调节，从而输出不同频率的电源。
高压变频器通常由输入变压器、功率单元、控制单元和输出变压器等组成。
高压变频器的定义高压变频器广泛应用于电力、冶金、化工、建材等领域，用于驱动电动机，实现电机的节能和调速。
特别是在电力领域，高压变频器被广泛应用于风力发电、水力发电、火力发电等场景。
高压变频器的应用场景高压变频器的工作原理高压变频器通过控制功率单元的开关状态，将输入的电源电压进行调制，从而输出不同频率的电源。
高压变频器的控制单元采用数字信号处理器（DSP）进行控制，可以实现高精度的调节和稳定的运行。
高压变频器采用直接高压变频技术，将输入的电源电压直接进行调节，无需进行DC/DC转换。
02高压变频器系统组成及主要部件高压变频器系统组成控制单元对整个系统进行控制和调节，保证系统的稳定运行。
逆变器将直流电源转化为交流电源，实现电机所需电压和频率的调节。
中间直流环节连接输入和输出，起到稳定直流电压的作用，为逆变器提供稳定的直流电源。
输入变压器提供初级电源的电压变换，同时实现电气隔离，保护系统安全。
功率单元高压变频器的核心组成部分，实现电压的变换和功率的传递。
整流器逆变器滤波器将直流电逆变为交流电，实现电压和频率的调节。
滤除输出电流中的高次谐波，保证输出电流的纯净。
03功率单元02 01将输入的交流电整流为直流电。
控制器根据输入信号和设定值，控制整流器和逆变器的运行，实现电压和频率的调节。
传感器监测系统的运行状态，将信号反馈给控制器，实现系统的自动控制。
控制单元冷却系统散热器将功率单元产生的热量散发到空气中，防止设备过热损坏。
风扇将散热器表面的热量吹走，加速空气流通，提高散热效果。
卧龙-3300V高压变频器客户培训资料共36页
变压器一次侧电流最低谐波电流次数为： n为串联级数。
2-3 功率单元
➢H桥结构中，功率单元主要 由整流模块、电容滤波模块、 逆变模块构成。 ➢滤波电容器能够稳定直流电 压，吸收变压器原边高压开关 产生的脉动电流。
功率单元
无须高压，在低压时也能进行测试功能，属国内外少有 不同功率等级的单元外形结构设计统一，互换性强。
1-2 功率因数
卧龙高压变频器
输入功率因数 大于0.9能指标之三
输出波形质量
1-3 输出波形
质量
变频器输出波形质量
包括输出谐波、dv/dt、共模电压、转矩脉动等指标。变频 器输出谐波与变频器逆变器的结构密切相关。
变频器输出波形对电机的影响：
变频器输出谐波会引起的电机附加发热和转矩脉动，噪音 增加，输出dv/dt和共模电压会影响电机的绝缘。
目录
1 2 变频器性能指标 3 新一代高压变频器
变频器特殊功能
高压变频器的性能指标
1
变频器系统
1-1 输入谐波
高压大功率的性能指标一
输入谐波
1-1 输入谐波
输入谐波的标准
IEEE519-1992国际标准 GB/T14549-93国家标准
1-1 输入谐波
GB/T14549-93国家标准
对电压而言，就6KV和10KV电网要求电压总谐波不超过4% 对电流而言，在基准短路容量为100MVA的条件下，对每次 谐波电流的幅值提出了具体的要求，对6KV电网：
2次谐波电流小于43A 3次谐波电流小于34A 4次谐波电流小于21A 5次谐波电流小于34A 6次谐波电流小于14A
将各次谐波换算成百分比，也为4%左右。
1-1 输入谐波
二极管六脉冲整流电路
2-3 功率单元
➢H桥结构中，功率单元主要 由整流模块、电容滤波模块、 逆变模块构成。 ➢滤波电容器能够稳定直流电 压，吸收变压器原边高压开关 产生的脉动电流。
功率单元
无须高压，在低压时也能进行测试功能，属国内外少有 不同功率等级的单元外形结构设计统一，互换性强。
1-2 功率因数
卧龙高压变频器
输入功率因数 大于0.9能指标之三
输出波形质量
1-3 输出波形
质量
变频器输出波形质量
包括输出谐波、dv/dt、共模电压、转矩脉动等指标。变频 器输出谐波与变频器逆变器的结构密切相关。
变频器输出波形对电机的影响：
变频器输出谐波会引起的电机附加发热和转矩脉动，噪音 增加，输出dv/dt和共模电压会影响电机的绝缘。
目录
1 2 变频器性能指标 3 新一代高压变频器
变频器特殊功能
高压变频器的性能指标
1
变频器系统
1-1 输入谐波
高压大功率的性能指标一
输入谐波
1-1 输入谐波
输入谐波的标准
IEEE519-1992国际标准 GB/T14549-93国家标准
1-1 输入谐波
GB/T14549-93国家标准
对电压而言，就6KV和10KV电网要求电压总谐波不超过4% 对电流而言，在基准短路容量为100MVA的条件下，对每次 谐波电流的幅值提出了具体的要求，对6KV电网：
2次谐波电流小于43A 3次谐波电流小于34A 4次谐波电流小于21A 5次谐波电流小于34A 6次谐波电流小于14A
将各次谐波换算成百分比，也为4%左右。
1-1 输入谐波
二极管六脉冲整流电路
2024高压变频器培训资料
•培训背景与目的•高压变频器基础知识•高压变频器选型与配置•高压变频器安装调试与操作维护目录•故障诊断与排除方法•应用案例分析与讨论•总结回顾与展望未来发展趋势01培训背景与目的广泛应用技术发展市场需求030201高压变频器应用现状培训目标与意义通过培训，使学员掌握高压变频器的基本原理、结构组成和工作原理。
熟悉高压变频器的操作、调试、维护及故障排除方法。
提高学员对高压变频器选型、安装、调试、运行和维护的实际操作能力。
通过培训，推广高压变频器在节能降耗方面的应用，促进节能减排事业的发展。
掌握基本原理熟悉操作维护提升技能水平推广节能技术培训对象及要求培训对象培训要求02高压变频器基础知识高压变频器定义及分类定义分类工作原理与结构组成工作原理高压变频器采用交-直-交的工作方式。
首先将工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
结构组成高压变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
额定输入电压额定输出电压额定输出电流额定输出频率功率因数效率主要性能指标参数03高压变频器选型与配置选型原则及注意事项01020304负载类型额定功率电压等级环境条件主电路控制电路参数设置通讯接口硬件配置与参数设置选择适合的控制方式，如V/F 控制、矢量控制等，实现电机的精确控制。
控制方式保护功能调速范围人机界面根据需要选择保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护等，确保电机的安全运行。
根据负载特性和控制要求，设置合适的调速范围，满足生产工艺要求。
选择适合的人机界面，方便操作人员进行参数设置和监控。
软件功能选择及优化04高压变频器安装调试与操作维护安装前准备工作及注意事项确认安装环境准备安装工具检查设备注意事项调试过程检查项目清单电源检查通讯检查参数设置功能测试注意事项在操作过程中，应注意安全，避免触电、烫伤等危险情况的发生。
高压变频培训素材
K=N*P±1
N为整数，P为脉冲数。
而谐波的幅值与次数是成反比的。
完美无谐波高压变频器采取多重化有效消除输入谐波。 以3KV变频器为例，变压器的9个二次绕组，采用延变三角形联结，分成3 个不同的相位组，互差20度电角度，形成18脉波的二极管整流电路结构。
完美无谐波6KV系列高压变频器结构(36脉冲整流)
一体式整流干式隔离变压器
完美无谐波变频器系列
功率范围
• • • • • • 2300V: 300HP - 1250 HP 3300V: 300HP - 1750 HP 4160V: 300HP- 2250 HP 5500V: 300HP - 3000 HP 6000V: 300HP - 3000 HP 6600V: 300HP - 3500 HP
电压源型直流环节为电容，电机需要的无功电流由电容提供， 而不需要和电网交换，变频器输入功率因素高，在整个速度 范围段内基本保持不变。 电流源型直流环节为大电感，电机需要的无功电流还需与电 网交换，功率因素较低，且随着电机负载的降低而降低
AC Input; fixed Frequency, fixed Voltage
交流电机
异步电机
等效
交流电机
同步电机
电机调速的方法
N = 60 f1 (1-s)/ p
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
电机调速分类
• 改变电机的极对数。 • 改变电机的转差率。 1. 转子串电阻调速 2. 定子调压调速 3. 电磁转差离合器调速 4. 转子串级调速 • 改变电机的供电频率，即变频调速
C
G
E
IGBT-绝缘栅型双极晶体管。是一种广泛应用于变频器中的 电压控制型全控器件，开关速度高，电压，电流等级已超过 BJT
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改为变化的频率。同时，还使电源电压调整到一定适应范围。通过改变 交流电频率的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。
20世纪60年代以后，特别是70年代以来，电力电子技术、控制技术
和微电子技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。 目前，交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。
高压大功率变频器
荣信高压变频器介绍
功率单元回路
储能环节 电力电容 逆变环节 IGBT 整流环节 二极管
功率单元主要由整 流电路、逆变电路 、控制电路、驱动 电路、故障检测电 路、通讯电路、指 示电路等组成。 功率单元的整流电 路将变压器副边绕 组提供的三相交流 电源整流为脉动的 直流电源，经过电 容滤波后，可以得 到稳定的直流电源 。通过对IGBT组成 的逆变桥进行正弦 调制的PWM控制， 可得到等效正弦的 单相交流输出。
荣信高压变频器介绍
控制机性能
CPU支持浮点运算，32位，150M； 系统通讯周期100uS； 开关量输入信号24VDC； 开关量输出可直接驱动24VDC继电器，驱动电流最大0.5A； 模拟量通道精度5‰； 以太网接口通讯速率100M；
荣信高压变频器介绍
总线板
整个控制机各板之 间数据传输及内外 部数据交换 总共有12个槽位 2个电源槽位（两侧 ） 2个（1~2#槽）控制 板槽位； 8个（3~10#槽）可 任意配置的功能板 槽位
接收外界发出的数字量 信号，锁存后送给主控 板，并发出控制机发出 的数字量信号
荣信高压变频器介绍
通讯板
为用户提供外部的 通讯接口，并为触 摸屏和主控板提供 通讯
荣信高压变频器介绍
PWM发波板
通过信号调制处 理产生所要求的P WM波形，并驱动 光纤座生成驱动 功率单元板的光 信号
荣信高压变频器介绍
培训内容
一、高压变频器基础知识 二、荣信高压变频器介绍 三、电气控制原理 四、触摸屏人机界面 五、参数设置 六、操作 七、故障分析与排除
高压变频器基础知识
变频技术概述
变频就是改变供电频率。变频技术的核心是变频器，它通过对供电
频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，把50Hz的固定电网频
高压变频器基础知识
调制方法
PWM Pulse Width Modulation脉冲宽度调制 随着全控型快速半导体开关器件 GTO、IGBT等的发展， 才逐渐发展为PWM方式。由于PWM方式具有输入功率因 数高、输出谐波少的优点，目前变频器几乎全部采用PW M方式。但使用以普通晶闸管为开关器件的大功率变频器 仍采用PAM方式。
高压变频器基础知识
变频器的特点
可实现无级调速，变传统电机为智能电机。 显著的节能效益。 启动电流小控制在额定电流以内，无冲击电流。对电网冲击小。 减少了机械磨损，节省了维护费用。 高精度宽范围的无级调速，能够全面满足各种复杂工艺的需要。
高压大功率变频器
高压变频器基础知识
高压变频器的应用
冶金行业：高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机、轧机等。 石化行业：大型输油泵、化工生产的压缩机等。 电力工业：锅炉给水泵、送风机、引风机、循环水泵、凝结泵等。
采矿行业：排水泵、排风扇、提升机等。
城市建设：自来水供水泵、集中空调压缩机等。 交通工业：机车电气传动、轨道交通电气传动等。
高压变频器基础知识
变频调速的基本原理
按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为：
n=(1-s)60f/p
式中：s 滑差 P 电机极对数 f 电机运行频率； 如果平滑地改变加到异步电动机定子绕组的交流电的频率 f，就可以平滑 地调节异步电动机的转子转速n。
移相变压器
为干式移相变压器，H级绝缘，系 统温度最高可达185℃，能够完美 消除电网侧电压、电流谐波。一次 抽头±5%可以调整。
荣信高压变频器介绍
功率单元
功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥， 通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个功率模 块结构及电气性能上完全一致，可以互换。
应用最广，中小功率逆变电路绝大 部分是PWM型，
高压变频器基础知识
PWM理论基础
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同
窄脉冲的 面积
指环节的输出响应波形基 本相同 低频段非常接近，仅在高 频段略有差异
f (t) f (t)
f (t)
f (t)
(t)
O
a)
t O
b)
t O 图6-1
高压变频器基础知识
逆变工作原理
4个臂，由电力电子器 件及辅助电路组成
S1、S4 闭合，S2、S 3断开时，负载电压u o为正
直 流 侧
交流侧 直流电变成了交流电！ S1、S4断开，S2、S3闭合，uo为负
输出交流电 uo的频率，取决于两组开关切换频率； uo的大小，取决于Ud的大小。
高压变频器基础知识
高压变频器基础知识
高压变频总体结构
HVC 高压变频调速统采用单元串 联多电平技术，属高-高电压源 型变频器，直接6KV、10kV输入 , 直接 6KV 、 10kV 高压输出。变 频器主要由移相变压器、功率 模块和控制器组成。
高压变频器基础知识
10KV 单元串联多电平拓扑结构
10KV系列一般24个功率模块，每八个 功率模块串联成一相，三相Y接，直接给10 KV电机供电。输入侧移相变压器将网侧高 压变换为副边的多组低压，各副边绕组在 绕制时采用延边三角接法，相互之间形成7. 5°相位角。多级移相叠加的整流方式，消 除了大部分由独立功率单元引起的谐波电 流，可以大大改善网侧的电流波形，使变 频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下 的网侧功率因数达到0.95以上。
高压变频器基础知识
全波整流
为克服半波整流电路的缺点， 常采用全波整流电路，其中最常 用的是单相桥式整流电路，其由 四个二极管接成电桥的形式构成。
高压变频器基础知识
逆变
逆变：整流的逆向变化过程，将直流电变成交流电(DC→AC)。 根据直流侧电源性质的不同，逆变电路分为： 电压源型逆变电路——直流侧是电压源，输出电压是矩 形波。 电流源型逆变电路——直流侧是电流源，输出电流是矩 形波。
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模拟板
接收外界发出的模拟 量信号，锁存后送给 主控板，并发出控制 机发出的模拟量信号 采用DB37接口 输入电压、输出电流 、变压器温度模拟量 信号检测 输出电流、运行频率 、输出电压、输出功 率模拟量信号输出 输入、输出均可支持 电流、电压信号
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数字板
高压变频器基础知识
6KV 单元串联多电平拓扑结构
6KV系列一般15个功率模块，每五个功率 模块串联成一相，三相Y接，直接给6KV电机 供电。输入侧移相变压器将网侧高压变换为 副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用 延边三角接法，相互之间形成12°相位角。 多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由 独立功率单元引起的谐波电流，可以大大改 善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似 为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到 0.95以上。
高压变频器基础知识
PWM控制
——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获 得所需要波形（含形状和幅值） 调制：将一个波形信号的有关信息加到另一个波形上。 调制信号(ur) PWM控制在电力电子技术中的应用： 载波(uc)
①直流斩波
④逆变
②斩控式交流调压
⑤整流
③矩阵式变频电路
PWM控制技术正是有赖于在逆变电路 中的应用，才确定了它在电力电子技 术中的重要地位
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触摸屏 触摸式人机交互系统
交互系统采用友好的全中文触摸式操作界 面。包含变频的启动、停机、加减速以及 各项参数的设置、显示。
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IGBT功率模块
RHVC5系列变频器采用日本进口富士或者德国进口英飞凌IGBT模块组，高 耐压、高过流，具有极佳的稳定性，是保证高压变频器稳定运行的核心部 件。
c)
t O
t d)
形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
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PWM理论基础
a) 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 u
正弦半波N等分，可看成N个彼此 相连的脉冲序列，宽度相等，但 幅值不等
b)
O u
t
用矩形脉冲代替，等幅，不 等宽，中点重合，面积（冲 量）相等
O
t
用PWM波代替正 弦半波 SPWM波形
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电源板
给控制机各板卡 提供电源 输入直流24V 输出直流24V,正 负5V和正负12V
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CPU板
cpu板显示
采用DSP28335处理 芯片 支持浮点运算 产生ห้องสมุดไป่ตู้WM波，进行信 号处理 上电后CPU板上显示 “主”，则无故障 ，可正常运行 若显示“X”则控制 机有板卡故障 备用6路开关量输入 和6路开关量输出
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控制柜
正面：功率单元柜
背面：变压器柜
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控制单元
控制机是由荣信公司自主研发的全数字 信号控制装置。内置总线板、CPU板、PW M板、数字板、模拟板、通讯板以及显示 板。 控制器与功率单元之间采用光纤通讯技 术，具有很好的抗电磁干扰性能
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控制机
图6-3
脉冲宽度按正弦规律变 要改变等效输出正弦波幅值， 化，和正弦波等效的PWM 波形 按同一比例改变各脉冲宽度 即可
高压变频器基础知识
20世纪60年代以后，特别是70年代以来，电力电子技术、控制技术
和微电子技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。 目前，交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。
高压大功率变频器
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功率单元回路
储能环节 电力电容 逆变环节 IGBT 整流环节 二极管
功率单元主要由整 流电路、逆变电路 、控制电路、驱动 电路、故障检测电 路、通讯电路、指 示电路等组成。 功率单元的整流电 路将变压器副边绕 组提供的三相交流 电源整流为脉动的 直流电源，经过电 容滤波后，可以得 到稳定的直流电源 。通过对IGBT组成 的逆变桥进行正弦 调制的PWM控制， 可得到等效正弦的 单相交流输出。
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控制机性能
CPU支持浮点运算，32位，150M； 系统通讯周期100uS； 开关量输入信号24VDC； 开关量输出可直接驱动24VDC继电器，驱动电流最大0.5A； 模拟量通道精度5‰； 以太网接口通讯速率100M；
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总线板
整个控制机各板之 间数据传输及内外 部数据交换 总共有12个槽位 2个电源槽位（两侧 ） 2个（1~2#槽）控制 板槽位； 8个（3~10#槽）可 任意配置的功能板 槽位
接收外界发出的数字量 信号，锁存后送给主控 板，并发出控制机发出 的数字量信号
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通讯板
为用户提供外部的 通讯接口，并为触 摸屏和主控板提供 通讯
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PWM发波板
通过信号调制处 理产生所要求的P WM波形，并驱动 光纤座生成驱动 功率单元板的光 信号
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培训内容
一、高压变频器基础知识 二、荣信高压变频器介绍 三、电气控制原理 四、触摸屏人机界面 五、参数设置 六、操作 七、故障分析与排除
高压变频器基础知识
变频技术概述
变频就是改变供电频率。变频技术的核心是变频器，它通过对供电
频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，把50Hz的固定电网频
高压变频器基础知识
调制方法
PWM Pulse Width Modulation脉冲宽度调制 随着全控型快速半导体开关器件 GTO、IGBT等的发展， 才逐渐发展为PWM方式。由于PWM方式具有输入功率因 数高、输出谐波少的优点，目前变频器几乎全部采用PW M方式。但使用以普通晶闸管为开关器件的大功率变频器 仍采用PAM方式。
高压变频器基础知识
变频器的特点
可实现无级调速，变传统电机为智能电机。 显著的节能效益。 启动电流小控制在额定电流以内，无冲击电流。对电网冲击小。 减少了机械磨损，节省了维护费用。 高精度宽范围的无级调速，能够全面满足各种复杂工艺的需要。
高压大功率变频器
高压变频器基础知识
高压变频器的应用
冶金行业：高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机、轧机等。 石化行业：大型输油泵、化工生产的压缩机等。 电力工业：锅炉给水泵、送风机、引风机、循环水泵、凝结泵等。
采矿行业：排水泵、排风扇、提升机等。
城市建设：自来水供水泵、集中空调压缩机等。 交通工业：机车电气传动、轨道交通电气传动等。
高压变频器基础知识
变频调速的基本原理
按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为：
n=(1-s)60f/p
式中：s 滑差 P 电机极对数 f 电机运行频率； 如果平滑地改变加到异步电动机定子绕组的交流电的频率 f，就可以平滑 地调节异步电动机的转子转速n。
移相变压器
为干式移相变压器，H级绝缘，系 统温度最高可达185℃，能够完美 消除电网侧电压、电流谐波。一次 抽头±5%可以调整。
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功率单元
功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥， 通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个功率模 块结构及电气性能上完全一致，可以互换。
应用最广，中小功率逆变电路绝大 部分是PWM型，
高压变频器基础知识
PWM理论基础
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同
窄脉冲的 面积
指环节的输出响应波形基 本相同 低频段非常接近，仅在高 频段略有差异
f (t) f (t)
f (t)
f (t)
(t)
O
a)
t O
b)
t O 图6-1
高压变频器基础知识
逆变工作原理
4个臂，由电力电子器 件及辅助电路组成
S1、S4 闭合，S2、S 3断开时，负载电压u o为正
直 流 侧
交流侧 直流电变成了交流电！ S1、S4断开，S2、S3闭合，uo为负
输出交流电 uo的频率，取决于两组开关切换频率； uo的大小，取决于Ud的大小。
高压变频器基础知识
高压变频器基础知识
高压变频总体结构
HVC 高压变频调速统采用单元串 联多电平技术，属高-高电压源 型变频器，直接6KV、10kV输入 , 直接 6KV 、 10kV 高压输出。变 频器主要由移相变压器、功率 模块和控制器组成。
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10KV 单元串联多电平拓扑结构
10KV系列一般24个功率模块，每八个 功率模块串联成一相，三相Y接，直接给10 KV电机供电。输入侧移相变压器将网侧高 压变换为副边的多组低压，各副边绕组在 绕制时采用延边三角接法，相互之间形成7. 5°相位角。多级移相叠加的整流方式，消 除了大部分由独立功率单元引起的谐波电 流，可以大大改善网侧的电流波形，使变 频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下 的网侧功率因数达到0.95以上。
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全波整流
为克服半波整流电路的缺点， 常采用全波整流电路，其中最常 用的是单相桥式整流电路，其由 四个二极管接成电桥的形式构成。
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逆变
逆变：整流的逆向变化过程，将直流电变成交流电(DC→AC)。 根据直流侧电源性质的不同，逆变电路分为： 电压源型逆变电路——直流侧是电压源，输出电压是矩 形波。 电流源型逆变电路——直流侧是电流源，输出电流是矩 形波。
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模拟板
接收外界发出的模拟 量信号，锁存后送给 主控板，并发出控制 机发出的模拟量信号 采用DB37接口 输入电压、输出电流 、变压器温度模拟量 信号检测 输出电流、运行频率 、输出电压、输出功 率模拟量信号输出 输入、输出均可支持 电流、电压信号
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数字板
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6KV 单元串联多电平拓扑结构
6KV系列一般15个功率模块，每五个功率 模块串联成一相，三相Y接，直接给6KV电机 供电。输入侧移相变压器将网侧高压变换为 副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用 延边三角接法，相互之间形成12°相位角。 多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由 独立功率单元引起的谐波电流，可以大大改 善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似 为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到 0.95以上。
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PWM控制
——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获 得所需要波形（含形状和幅值） 调制：将一个波形信号的有关信息加到另一个波形上。 调制信号(ur) PWM控制在电力电子技术中的应用： 载波(uc)
①直流斩波
④逆变
②斩控式交流调压
⑤整流
③矩阵式变频电路
PWM控制技术正是有赖于在逆变电路 中的应用，才确定了它在电力电子技 术中的重要地位
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触摸屏 触摸式人机交互系统
交互系统采用友好的全中文触摸式操作界 面。包含变频的启动、停机、加减速以及 各项参数的设置、显示。
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IGBT功率模块
RHVC5系列变频器采用日本进口富士或者德国进口英飞凌IGBT模块组，高 耐压、高过流，具有极佳的稳定性，是保证高压变频器稳定运行的核心部 件。
c)
t O
t d)
形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
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PWM理论基础
a) 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 u
正弦半波N等分，可看成N个彼此 相连的脉冲序列，宽度相等，但 幅值不等
b)
O u
t
用矩形脉冲代替，等幅，不 等宽，中点重合，面积（冲 量）相等
O
t
用PWM波代替正 弦半波 SPWM波形
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电源板
给控制机各板卡 提供电源 输入直流24V 输出直流24V,正 负5V和正负12V
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CPU板
cpu板显示
采用DSP28335处理 芯片 支持浮点运算 产生ห้องสมุดไป่ตู้WM波，进行信 号处理 上电后CPU板上显示 “主”，则无故障 ，可正常运行 若显示“X”则控制 机有板卡故障 备用6路开关量输入 和6路开关量输出
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控制柜
正面：功率单元柜
背面：变压器柜
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控制单元
控制机是由荣信公司自主研发的全数字 信号控制装置。内置总线板、CPU板、PW M板、数字板、模拟板、通讯板以及显示 板。 控制器与功率单元之间采用光纤通讯技 术，具有很好的抗电磁干扰性能
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控制机
图6-3
脉冲宽度按正弦规律变 要改变等效输出正弦波幅值， 化，和正弦波等效的PWM 波形 按同一比例改变各脉冲宽度 即可
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