高压变频器比较(内部)

800KW/6.3KV高压变频调速装置的性能、可靠性、服务比较及说明

第一章：概述--------------------- 3 第二章：高压大功率变频器的性能--------------------- 4 第三章：技术服务---------------------- 13 第四章：ROBICON公司在国内的业绩---------------------- 16 第五章：高压变频器综合技术参数比较：---------------------- 21

一、概述

1、常用高压变频器分类 1.1.按输出电压方式：

高高型：直接输出3kV 或6KV 高压，变频器输出没有升压变压器；其特点是可靠性高、效率高、价

格贵。

高低高型：使用低压变频器输出2300V 或690V ，再增加升压变压器升到3KV 或6KV ；其特点是相对

效率低（系统效率为95%）、高可靠性、价格便宜、维护成本低。 1.2.按中间环节类型：

电压源：中间直流环节为电容。电流源：中间直流环节为电感。 1.3.按电路结构型式：

三电平(中心点钳位)：输出电压有3个电平。

功率单元电压串联结构：6KV 系列输出电平有13电平。 2、变频器基本结构

整流电路直流滤波环节逆变电路的控制 3、变频器拓扑结构

一般都由三部分组成:

整流电路: AC to DC(交流-直流); 中间直流环节:滤波和能量储存; 逆变器:DC to AC(直流-交流). 输出的电压(电流)和频率进行协调控制

二、高压大功率变频器的性能

高压大功率变频器有输入谐波、输入功率因素、输出波形质量、可靠性四项重要性能指标 AC-DC

Conversion

DC-AC Conversion

DC Link

AC Input;

fixed Frequency, fixed Voltage

AC Output;

variable Frequency, variable Voltage

Motor

Capacitor or Inductor

2.1.1. 输入谐波的概念：

谐波就是无用和有害的电压和电流，一般频率变化并且和基波叠加在一起；谐波产生于非线性负载，使得电流和电压不成比例。

下例是加入5次谐波的波形

高压变频器输入整流环节都为非线性的，会对电网产生谐波，其输入谐波的幅值与变频器整流环节的

脉冲数(

或多重化的次数)密切相关。

输入谐波对电力系统的影响：如果变频器输入电流谐波较大，对电力系统会影响继电保护装置、测量仪器仪表、计算机系统及通信设备的正常工作。谐波会使挂在同一电网的电机，变压器和电容器等用电设备损耗增大，严重时会过热或烧损。

输入谐波的标准：IEEE519-1992国际标准

GB/T14549-93国家标准

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100MV A 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。

12 脉冲二极管整流电路 12 脉冲二极管整流电路输入电流

12 脉冲晶闸管整流电路 12 脉冲晶闸管整流电路输入电流

2.1.2. 消除输入谐波的有效方法

减少输入谐波的有效措施是将输入变压器进行多重化设计形成多脉冲整流。从理论上可以推导出下列结论：

12脉冲整流：11次以下谐波自动抵销 18脉冲整流：17次以下谐波自动抵销 24脉冲整流：23次以下谐波自动抵销 30脉冲整流：29次以下谐波自动抵销 36脉冲整流：35次以下谐波自动抵销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6KV变频器为例，变压器的18个二次绕组，采用延变三角形联结，分成6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36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(一体式整流干式隔离变压器36脉冲整流)

完美无谐波高压变频器满载时输入波形

不同整流结构输入电流谐波失真比较

6 脉冲电压源加2.5% LR 40%

6脉冲电流源加2.5% LR 30%

12脉冲电流源加5% LR 15%

12 脉冲电压源加5% LR 9%

单元串联多电平变频器(5cells/phase) <2%

2.1.

3. 输入谐波结论

按照输入谐波标准并对照各种整流电路可以得出下列结论：

?整流电路脉冲数至少多于18脉冲(包括18脉冲)才能满足输入谐波的标准。

?美国罗宾康公司完美无谐波高压变频器6KV系列整流电路脉冲数为36脉冲，谐波远远小于规定的标准，一般为2%以内，不会对电网产生影响。

2.2. 性能指标之二——输入功率因素

变频器输入功率因素主要与变频器中间直流环节(电压源型或电流源型)有关。

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

2.3.1. 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。

由于应用变频调速很大部分是属于旧有设备的改造，原有的普通电机是设计成为电网直接运行的，而电网电压波形基本为正弦波。如果变频器输出波形质量不好的话，会对电机产生影响。如果为新电机，如果变频器输出质量不好，必须选用变频电机，价钱比普通电机贵很多。

2.3.2. 常用逆变器结构

GTO/SGCT电流源型逆变器

NPC:中心点箝位式(三点式)电压源型逆变器

单元串联多电平移相式PWM电压源型逆变器

GTO/SGCT 6KV 电流源型逆变器GTO/SGCT电流源型逆变器输出波形

NPC 中心点嵌位式逆变器(又称三电平) NPC 逆变器输出波形

美国罗宾康完美无谐波3KV 高压变频器结构完美无谐波变频器输出线电压/电流波形单元串联多电平移相式PWM 电压源型逆变器

Voltage

Current

ypical Snubber

2.3.3. 完美无谐波变频器输出波形质量

完美无谐波变频器输出的波形与正弦波非常相识，而且dv/dt 幅值小，不必设置输出滤波器，就可以

使用原有的普通旧国产异步电机。

在国内大部分应用中都是6KV 旧国产电机，其中很多绝缘等级都是B 级，从应用的情况看，没有对

电机产生危害。

2.4. 性能指标之四——可靠性

2.4.1. 美国罗宾康公司完美无谐波高压变频器的可靠性

主回路结构简单明了，没有附加的输入滤波器、输出滤波器、功率因素补偿器、缓冲电路、升压变压

器等附加电路

采用广泛使用、驱动简单可靠的IGBT 功率器件公司有多年设计、生产、调试高压变频器的经验全球业绩已达1400台，运行最大功率达19000HP

有内部功率单元旁路技术，在某一个功率单元出现故障时可以在250ms 以内被旁路掉，变频器降额运

行旁路状态可以长期运行，等适当时候停机处理。对6KV 系列而言，在一个功率单元出现故障时，变频器还可以输出满载(功率单元旁路技术是罗宾康公司的专利). IGBT 特点

? IGBT 是目前使用最广泛的功率器件 ? IGBT 开关速度快，损耗小 ? 导通压降适当

? IGBT 门极驱动电路简单 ? IGBT 目前做到3300V/1200A IGCT/SGCT 特点

thyristor)和其门极控制电路集中成一体化的组件。将IGCT内的反并联续流二极管去掉就是SGCT器件。GCT是在GTO基础上发展起来的新器件，它保留了GTO导通压降小，电压电流高的优点，又改善了其开关性能。

GCT特点：

?GCT和GTO都基于晶闸管机理，与基于晶体管机理的器件IGBT相比，导通压降小，电压、电

流高, 最大电流ITSM和I2t高。

?由于GCT的门极驱动峰值电流非常大，驱动电路需要相当容量的MOSFET和相当数量的电解电

容，电路非常复杂，要求很高，所以一般由GCT生产厂家把门极触发及状态监视电路和GCT管芯，成为IGCT/SGCT

?IGCT/SGCT作为一种的电力电子器件，刚刚开始工业应用，其实际性能如何，还有待于现场应

用的考验。

?目前IGCT/SGCT的电压可达6.5KV/3000A，用于三电平逆变器时，直流母线电压做到6.6KV，

适合配交流4160V的电机，如要求更高的生产电压，比如6KV交流输出，只能采取器件直接串联。

单个小IGCT驱动电路--222个部件

4个IGBT驱动电路--48个部件

三、技术服务

3.1 ROBICON现场技术服务

罗宾康国内工程师有着丰富的调试经验，可以为用户提供最好的服务。如果用户设备有任何问题，我们会在24小时内响应。

ROBICON现场服务人员的目的是使所供设备安全、正常投运。初步的现场服务计划如下。

现场服务计划表

3.2 罗宾康公司现场服务工程师情况表

3.3 ROBICON现场服务人员的职责

ROBICON现场服务人员的任务主要包括设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、指导安装

和调试、参加试运和性能验收试验。在安装和调试前，ROBICON技术服务人员将向买方进行技术交底，

讲解和示范将要进行的程序和方法。对重要工序(见下表)，ROBICON技术人员要对施工情况进行确认和签

证，否则业主不能进行下一道工序。经ROBICON确认和签证的工序如因ROBICO技术服务人员指导错误而

发生问题，ROBICON负全部责任。

3.4 培训

为使合同设备能正常安装和运行，ROBICON公司提供下列培训：

四、ROBICON公司在国内的业绩

五、高压变频器综合技术参数比较：

5.1. 著名品脾（高压变频器）综合技术参数比较（见下表）

5.2 著名品脾（高压变频器）综合参数比较总结（见下表）

?注：1、表中的综合性能是指控制对象为水泵或风机类变力矩负载

2、四种品牌都具有自动调节和远程控制功能

5.3 美国罗宾康公司完美无谐波高压变频器——全新一代全数字控制系统

控制特点

全数字控制，控制精度高

采用开环和闭环矢量控制

数字化调制技术(载波频率可调)

友好的人机界面和完善的诊断功能

具有多种标准通信协议(Modbus,Profibus,DeviceNet etc.)并内置Modbus

新型快速功率单元旁路技术(中心点漂移)

输入电能质量监控

控制参数自动优化(电机参数自动优化)

双频制动技术

具有同步切换功能

支持同步电机变频控制

支持高速电机(0-330Hz)

支持多语言(英语、意大利语、日语、中文)

完美无谐波变频器操作和维修特点

功率单元为抽屉式模块化设计，可以很容易地从变频器中取出，故障功率单元可以在10分钟内由普

内部变压器为干式，维护极其方便

完善的故障诊断和记录，方便用户定位故障点，直接显示故障位置和内容(而不是代码显示)

对变频器历史状态进行记录，故障发生前后时刻内部变量自动锁存

用户技术人员可以自己修理功率单元，对功率器件的配套性要求不高

功率单元旁路选件可以使故障单元在变频器运行的情况下被旁路

完美无谐波系列高压变频器特点总结

?高压直接输出，高高结构，没有升压变压器,不需输入输出滤波器

?正弦波输入，无需滤波器，输入谐波优于IEEE 519 1992标准和国家标准GB/T14549-93

?97% 系统总体效率(包含变频器和变压器部分)

?多电平输出，无需滤波器，几乎完美正弦输出波形(无需输出滤波器)，适用普通电机

?体积最小的高压变频器

?模块化设计，冗余设计

?单元串联多电平PWM专利技术

?IGBT功率器件

?输入功率因数0.95以上，无需功率因数补偿

?模块化设计，维护方便

?功率单元自动旁路技术，无间断运行

?矢量控制技术

?全数字控制

?适用于异步电机，同步电机和绕线电机

?全球范围内超过1400台销售业绩，国内超过140台，业绩处于第一

高压变频器的工作原理和常见故障分析贾瑟

高压变频器的工作原理和常见故障分析贾瑟摘要：随着现代科学技术的迅速发展，大量的发电企业正在使用着高压变频器。高压变频器在使用过程中具有显著的节能效果，但也存在一定的潜在安全隐患，可能会对发电企业的生产活动造成严重影响。基于此，本文先对高压变频器工作原理进行具体的分析，然后对高压变频器在运行中常见的故障及原因进深入的探讨，以供相关的工作人员参考，希望能给我国发电企业的发展带来一定的贡献。关键词：高压变频器；工作原理；常见故障；分析采用交流变频器调速技术对交流电机进行调速，具有节电效果好、调速方便、保护功能完善、组态灵活、可靠性强等很多优点。由于交流变频调速技术的众多优越性，在发电领域也得到了非常广泛的应用，对电厂内的风机、水泵等大功率耗能设备实现高压变频器调速改造，已成为公认的节能方案。随着变频器应用范围的扩大，检修维护工作中遇到的问题也越来越多。因此，本文对此进行分析。 1高压变频器工作原理高压变频器一般采用目前国际流行的功率单元串联多电平技术，系统为高-高结构。高压电直接输入变频器，经过变频器内部功率系统整流、逆变后，变频器直接高压输出至电机，不需要升压变压器等部件。每个功率单元都是一台三相输入、单相输出的脉宽调制型低压变频器，技术可靠，结构和性能完全一致，极大的提高了高压变频器的可靠性与维护性；采用叠波技术，最大限度的消除了高压变频器输出电压中的谐波含量，电压波形接近于标准的正弦波，大大改善了变频器的输出性能，是真正的“无谐波”高压变频器。变频器一般由以下几个部分组成：制动单元、微处理单元、滤波、整流、逆变、检测单元以及驱动单元等等。它能够按照电动机的具体需求为其提供所需的电源电压，从而实现调速和节能。此外，大部分变频器都具备多种保护功能，如过载保护、过电压保护以及过电流保护等。对于不同电压等级的高压变频系统，一般采用每相5～8个功率单元串联方案。通过主电路图，可以更加直观的了解变压器的副边绕组与功率单元以及各功率单元之间的电路连接方式：具有相同标号的3组副边绕组，分别向同一功率柜（同一级）内的三个功率单元供电。第一级内每个功率单元的一个输出端连接在一起形成星型连接点，另一个输出端则与下一级功率单元的输出端相连，依此方式，将同一相的所有功率单元串联在一起，便形成了一个星型连接的三相高压电源，驱动电动机运行。当电网电压为6kV时，变压器的副边输出电压即功率单元的输入电压为690V，每个功率单元的最高输出电压也为690V，同一相的五个单元串联后，相电压为690V×5=3450V，由于三相连接成星型，那么线电压便等于 1.732×3450V≈6000V，达到电网电压的水平。功率单元串联后得到的是阶梯正弦的PWM波形，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形状和幅值的波形，这种波形正弦度好，du/dt小，可减少对电机和电缆的绝缘损坏，无需输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电动机也不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗也大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和传动部分的机械应力。通过本相上的5（8）个功率单元输出的SPWM波相叠加后，可得到正弦波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，即使在低速下也能保持很好的波形。电机的谐波

变频器基本结构详解-民熔

变频器基本结构-民熔整流电路：整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块，但不少整流电路与逆变电路二者合一的模块如民熔变频器系列。整流模块损坏是变频器常见故障，在静态中通过万用表电阻挡正反向的测量来判断整流模块是否损坏，当然我们还可以用耐压表来测试。有的品牌变频器整流电路，上半桥为可控硅，下半桥为二极管。如大功率的丹佛斯、台达等。判断可控硅好坏的简易方法，可在控制极加

上直流电压（10V左右）看它正向能否导通。这样基本大致能判断出可控硅的好坏。另外，民熔变频器G9S(P9S)11kw以下的整流模块的特点为该模块集中五种功能。整流，预充电可控硅，制动管，电源开关管，热敏电阻。如CVM40CD120整流模块引脚及功能的名称，供同行参考。

整流：R、S、T、A(+) N-(-) 充电可控硅：A1、P1、G+n（触发）制动管：DB、N_、G7(触发) DB1 B+是其续流二极管电源开关管：D8、S8、G8 热敏电阻：Th1 Th2 G9S(P9S)15kw～22kw，整流模块为（VM100BB160）它的功能除整流外还有预充电可控硅。功率在30kw以上的为整流模块单一整流功能。功率75kw以上为多组并联整流模块。平波电路：平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压（电流），一般通用变频器电源直流部分对主电路构成器件有余量，省去电感而采用简单电容滤波平波电路。对滤波电容进行容量与耐压的测试，我们还可以观察电容上的安全阀是否爆开。有没有漏液现象来判断的它的好坏。

高压变频器改造

高压变频器用于火力发电厂节能分析报告第一章概述国家大力提倡走节约型发展之路，做到珍惜资源、节约能源、保护环境、可持续发展。由于目前国内仍然以燃煤电厂为主，怎样在火力发电厂来落实和贯彻减能、增效的方针政策，大力促进火力发电厂节能是一个值得探讨的问题，而推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能的唯一途径。信息、通讯、计算机、智能控制、变频技术的发展，为火力发电厂的高效、节约运作、科学管理，以及过程优化提供了前所未有的手段，进而促进火力发电厂的科学管理和自动化水平的提高。针对节能工程必须追求合理的投资回报率，下面的报告就是针对火力发电厂在提高用电率方面实施的节能工程的跟踪与效益的分析。第二章国内火力发电厂能源消耗的分析据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》报告披露，中国发电总量的66%消耗在电动机上。且目前电动机装机容量已超过4亿千瓦，高压电机约占一半。而高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机。具体到火力发电厂来说主要有九种风机和水泵：送风机、引风机、一次风机、排粉风机、脱硫系统增压风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵、灰浆泵。可以说这些设备在火力发电厂中应用极广，种类数量繁多，总装机容量大，而且平均耗电量已占到厂用电的45％左右。但是泵与风机这些主要耗电设备在我国火力发电厂中普遍存在着“大马拉小车”的现象，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。浪费的主要原因有以下两点： 1、运行方式技术落后据调查，目前我国火力发电厂中除少量采用汽动给水泵、液力耦合器及双速电机外，其它水泵和风机基本上都采用定速驱动，阀门式挡板调节。这种定速驱动的泵，在变负荷的情况下，由于采用调节泵出口阀开度（风机则采用调节入口风门开度）的控制方式，达到调节流量得目的，以满足负荷变化的需要。所以在工艺只需小流量的情况下，其泵或风机仍以额定的功率，恒定的速度运转着，特别是在机组低负荷运行时，其入口调节挡板开度很小，引风机所消耗的电功率大部分将被风门节流而消耗掉，能源损失和浪费极大。另外，风机档板执行机构为大力矩电动执行机构，故障较多，风机自动率较低，存在严重的节流损耗。 2、运行实际效率低下从实际运行效率上来说，在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，偏离最优运行区，使运行效率降低。调查显示，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70％的占一半以上，低于50％的占1/5左右。这是因为，我国许多大中型泵与风机套用定型产品，由于型谱是分档而设，间隔较大，一般只能套用相近型产品，造成泵与风机的实际运行情况运行效率低，能耗高。同时在设计选型时往往加大保险系数，裕量过大，也是造成运行工况偏离最优区，实际运行情况运行效率低下的原因。第三章降低能源消耗的技术策略为了降低上述火力发电厂运行设备的能源消耗，同时提高火力发电厂的发电效率，新建火力发电厂可选用高效辅机和配套设备，做法有二。一是采用液力耦合器、双速电动机、叶片角度可调的轴流式风机等设备；二是采用变频调速装置。尽管采用液力耦合器在一次投资方面具有一定的优势，但液力偶合调速装置除在节能方面比变频调速效果过相差很远以外，还在功率因数、起动性能、运行可靠性、运行维护、调节及控制特性、综合投资及回报等方面有较大差异。因此，现有老的火力发电厂减少能耗最经济，最简单可行的方法就是加装变频调

高压变频器的工作原理与性能特点

高压变频器的工作原理与性能特点一、高压变频器的基本构成： 1、高压变频器的构成：内部是由十八个相同的单元模块构成，每六个模块为一组，分别对应高压回路的三相，单元供电由移相切分变压器进行供电。（原理图） 2、功率单元构成：功率单元是一种单相桥式变换器，由输入切分变压器的副边绕组供电。经整流、滤波后由4个IGBT 以PWM方法进行控制，产生设定的频率波形。变频器中所有的功率单元，电路的拓扑结构相同，实行模块化的设计。其控制通过光纤发送。来自主控制器的控制光信号，经光/电转换，送到控制信号处理器，由控制电路处理器接收到相应的指令后，发出相应设的IGBT的驱动信号，驱动电路接到相应的驱动信号后，发出相应的驱动电压送到IGBT控制极，操作IGBT关断和开通，输出相应波形。功率单元中的状态信息将被收集到应答信号电路中进行处理，集中后经电/光转换器变换，以光信号向主控制器发送。二、高压变频器运行原理：高压变频器的每个功率单元相当于一个三电平的二相输出的低压变频器，通过叠加成为高压三相交流电，变频器中点与电动机中性点不连接，变频器输出实际上为线电压，由A相和B相输出电压产生的UAB输出线电压可达6000V，为25阶梯波。如下图所示，为输出的线电压和相电压的阶梯波形，UAB不仅具有正弦波形而且台阶数也成倍增加，因而谐波成分及dV/dt均较小。三、多电平单元串联叠加高压变频器在运行后，将输入的工频的三相高压交流电转化为可以进行频率可调节的三相交流电，其电压和频率按照V/F的设定进行相应的调节，保持电机在不同的频率下运行，而定子磁心中的主磁通保持在额定水准，提高电机的转换效率。在变频器输入侧，由于变频器多个副边绕组的均匀位移，如6KV输出时共有+250、+150、+50、-50、-150、-250共6种绕组，变频器原边电流中对应的电流成分也相互均匀位移，构成等效36脉动整流线路，变流转换产生的谐波都相互抵消，湮灭。工作时的功率因数达0.95以上，不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置，也不会与现有的补偿电容装置发生谐振，对同一电网上运行的电气设备没有任何干扰。四、高压变频器的性能特点： 1、应用范围：调速范转宽，可以从零转速到工频转速的范围内进行平滑调节。在大电机上能实现小电流的软启动，启动时间和启动的方式可以根据现场工况进行调整。频率的调整是根据电机在低频下的压频比系数进行电压和频率的输出，在低转速下，电机不仅是发热量低，而且输入电压低，将使电机绝缘老化速度降低。 2、技术新颖串联多重化叠加技术的应用实现了真正意义的高-高电力变换，无需降压升压变换，降低了装置的损耗，提高了可靠性，解决了高压电力变换的困难。串联多重化叠加技术的应用还为实现纯正弦波、消除电网谐波污染开辟了崭新的途径。移相变压器移相变压器是单元串联型多电平高压大功率变频器中的关键部件之一。用低压电力电子元件做高压变频器通常有两种方法：一是用低压元件直接串联，另一种方法是用独立的率变频器的主流。以6kV变频器为例：它的每相由6个独立的、额定电压为Ve=577V（峰值为816V）的低压功率单元串联而成，输出相电压为3464V线电压可达6000V左右。每个功率单元承受全部输出电流但只提供1/6相电压和1/18的输出功率。每个功率单元分别由变压器的一组二次绕组供电，功率单元之间以及变压器二次绕组之间相互绝缘。很明显移相变压器在该变频器中起了两个关键的作用：一是电气隔离作用才能使各个变频功率单元相互独立从而实现电压迭加串联，二是移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。（理论上可以消除6n-1次以下的谐波, n为单元级数）

五分钟让你学会高压变频器选型

五分钟让你学会高压变频器选型产品选型一直是大家感到棘手的一个问题，请大家花费5分钟吸收，教会你选择准确、经济、实用的高压变频器产品型号。 1.选择过高电压等级的弊端选择过高的电压等级造成投资过高，回收期长。电压等级的提高，电机的绝缘必须提高，使电机价格增加。电压等级的提高，使变频器中电力半导体器件的串联数量加大，成本上升。可见，对于200～2000kW的电机系统采用6kV、10kV电压等级是极不经济、很不合理的。 2.变频器容量与整流装置相数关系变频器装置投入6kV电网必须符合国家有关谐波抑制的规定。这和电网容量和装置的额定功率有关。短路容量在1000MVA以内，1000kW装置12相（变压器副边双绕组）即可，如果24相功率就可达2000kW，12相基本上消除了幅值较大的5次和7次谐波。整流相数超过36相后，谐波电流幅值降低不显著，而制造成本过高。如果电网短路容量2000MVA，则装置容许容量更大。 3.把最高电压降到3kV以下可节约大量投资从电力电子器件特性及安全系数考虑电压等级的必要性，受电力电子器件电压及电机允许的dv/dt限制，6kV变频器必须采用多电平或多器件串联，造成线路复杂，价格昂贵，可靠性差。对于6kV变频器若是用1700VIGBT，以美国罗宾康的PERFECTHARMONY系列6kV高压变频器为例，每相由5个额定电压为690V的功率单元串联，三相共60只器件。若是用3300V器件，也需3串共30只器件，数量巨大。另一方面

装置电流小，器件的电流能力得不到充分利用，以560kW为例，6kV电机电流仅60A左右，而1700V的IGBT电流已达2400A，3300V器件电流达1600A，有大器件不能用，偏要用大量小器件串联，极不合理。即使电机功率达2000kW，电流也只有140A左右，仍很小。国外的中压变频器有多个电压等级：1.1kV，2.3kV，3kV，4.2kV，6kV，它们主要由电力电子器件的电压等级所确定。输出同样功率的变频器，使用较高电压或较多单元串联所花的代价大于用较低电压，较少数量而电流较大单元的代价，也就是说在器件电流允许条件下应尽可能选用低的电压等级。 4.隔离变压器问题为了隔离、改善输入电流及减小谐波，现在所有的中压“直接变频”器都不是真正的直接变频，其输入侧都装有输入变压器，这种配置短时间内不会改变。既然输入侧有变压器，变频器和电机的电压就没有必要和电网一样，非用10kV和6kV不可，功率2500kW以下电压可以不超过3kV，因此就有了变频器和电机的合理电压等级问题。 200kW～800kW以下的变频调速宜选用380V或660V电压等级。它线路简单，技术成熟，可靠性高，dv/dt小，价格便宜。仍以560kW电机为例，630kW660V的低压变频器约35万，而同容量6000V中压变频器约90万。实现的方法有低-低，低-高，高-低和高-低-高等几种形式。由于电机，变压器的价格远低于变频器，即使更换电机、变压器也合理。 5.原有6kV高压电机如何与3.5kV变频器电压配套自建国以来传统的6kV高压电机是已投产的主要产品，为了推广3.5kV变频器不可能再花钱更换电机，作者提出一个简便方案，以供参考。制造厂原有6kV电机一般均为星形接线，其相绕组承受实际电压为3468V，故只要将绕组改接成三角形其它不变。配3.5kV变频器就把变频器电压从6kV下降到3.5kV，可见4.5kV器件不串联就可承受3kV耐压。如果用1.7kV器件3串即可。制造成本将下降30％。而我国目前30MW 机组最大电机2500kW采用3.5kV电压完全合理。

高压变频器原理与应用

高压变频器原理及应用 1、引言电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和围也越来越为广，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了技术先决条件。 2、几种常用高压变频器的主电路分析 (1)单元串联多重化电压源型高压变频器。单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联，弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。但其存在以下缺点： a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT)，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题； b)所需高压电缆太多，系统的阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多； c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏； d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； e)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； f)由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中，6kV三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法，在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时，产生的部环流，必将引起阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，也就影响了整个高压变频器的效率。这种情况在越低于额定负荷运行时，越是显著。10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率可达96%，但在轻负荷时，效率低于90%。 (2)中性点钳位三电平PWM变频器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构。中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地

变频器结构及工作原理

变频器结构及工作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。如图1所示，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。 1. 整流器它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。 2. 中间电路，有以下三种作用： a. 使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。 b. 通过开关电源为各个控制线路供电。 c. 可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能。 3. 逆变器将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。 4. 控制电路它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。其主要组成部分是：输出驱动电路、操作控制电路。主要功能是： a. 利用信号来开关逆变器的半导体器件。 b. 提供操作变频器的各种控制信号。 c. 监视变频器的工作状态，提供保护功能。

现场对变频器以及周边控制装置的进行操作的人员，如果对一些常见的故障情况能作出判断和处理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的损失。为此，我们总结了一些变频器的基本故障，供大家作参考。以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。

高压变频器的矢量控制原理

摘要：介绍四象限运行高压变频器的矢量控制原理，在煤矿副井绞车中的运用，改造。以及节能等效果关键词：高压变频器煤矿运用一、概述目前矿用交流提升机普遍使用绕线式电机转子串电阻调速控制系统。在减速和重物下放时能量通过转子电阻释放，能量不能回馈回电网，随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。HIVERT-YVF06/077大功率变频器是北京合康亿盛科技有限公司研发和生产的高压交流电机调速驱动装置。该变频器采用了先进成熟的低压变频技术，以及功率单元串联叠波、矢量控制技术、有源逆变能量回馈技术等。二、矢量控制原理 HIVERT-YVF采用转子带速度反馈的矢量控制技术。在转子磁场定位坐标下电机定子电流分解成励磁电流与转矩电流。维持励磁电流不变，控制转矩电流也就控制电机转矩。电机转速采用闭环控制。实际运行中给定转速与实际转速的差值通过PID调节生成转矩电流IT。经过矢量变换将IT、IM变换为电机三相给定电流Ia*、Ib*、Ic*，它们与电机运行电流相比较生成三相驱动信号。控制原理框图如图1 图1 控制原理图 1、主回路 HIVERT系列高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。HIVERT变频器采用功率单元串联，叠波升压，充分利用常压变频器的成熟技术，因而具有很高的可靠性。

图2 HIVERT-YVF06/077高压变频器6kV系列主电路图主隔离变压器原边为Y型接法，直接与高压相接。组数量依变频器电压等级及结构而定，6kV系列为18，延边三角形接法，为每个功率单元提供三相电源输入。输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源，对6KV而言相当于36脉冲不可控整流输入，消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（尤其是低次谐波）的产生。变频器输出是580VAC功率单元六个串联时产生3450V相电压，线电压6000V，输出Y接，中性点悬浮，得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。图3为6kV六单元变频器输出的Uab线电压波形实录图，图4即为输出电流Ia的实录波形图，峰值电流130A。

高压变频器的IGBT模块选择及计算分析

高压变频器的IGBT模块选择及计算分析目前变频器应用中常用的几种模块，如IGCT、IEGT、GTO、IGBT。通过计算分析比较，得出IGBT是目前性价比较好的器件。 1、概述由于我国元器件工业落后，还不能生产高压IGBT，西方国家仍对中国实行技术封锁。比如6500V IGBT仍不向中国出口，且不论其价格不菲。在直接串联技术选用什么样的功率开关器件对决定变频器的性价比至关重要。目前可选的器件有好几种，如IGCT、IEGT、GTO、IGBT，而IGBT则又分为1700V，3300V，6500V。而各器件厂家都宣称自己的器件最好。到底选哪一种器件，其性价比较好，让我们进行一些具体比较，比较的依据为各厂家产品样本所列的技术参数。 2、几种常用的功率器件变频器向前发展，一直是随着电力电子器件的发展而发展。只要电力电子器件有了新的飞跃，变频器就一定有个新飞跃，必定有新的变频器出现。在20世纪50年代出现了硅晶闸管(SCR);60年代出现可关断晶闸管(GTO晶闸管);70年代出现了高功率晶体管(GTR)和功率场效应管(MOSFET);80年代相继出现了绝缘栅双极功率晶体管(IGBT)以及门控晶闸管(IGCT)和电力加强注入型绝缘栅极晶体管(IEGT)，90年代出现智能功率模块(IPM)。由于这些元器件的出现，相应出现了以这些逆变器件为主的变频器，反过来，变频器要求逆变器件有个理想的静态特性：在阻断状态时，能承受高电压;在导通状态时，能大电流通过和低的导通压降，损耗小，发热量小;在开关状态转换时，具有短的开、关时间，即开关频率高，而且能承受高的du/dt;全控功能，寿命长、结构紧凑、体积小等特点，当然还要求成本低。上述这些电力电子器件有些是满足部分要求，有些是逐步向这个方向发展，达到完善的要求，特别是中(高)压变频器更需要耐压高的元器件。 3、模块选择分析 3.1 相关定义及公式我们以设计一台中压变频器为例，直流工作电压为3600V，。设电机功率因数为0.8，载波频率为3kHz，输出频率为50Hz，采用下列公式分别用不同功率开关器件构成变频器的一个开关组件的指标进行估算。以400A的峰值电流Icp计算，采用下列估算公式： 1、稳定功耗 2、开关功耗 3、总功耗

高压变频器的工作原理及功能

是指输入电压在3KV以上的大功率，主要电压等级有3000V、3300V、6000V、6600V、10000V等电压等级的高压大功率变频器，高压变频器主要以进口为主，我国已有高压变频器生产企业，以后我们就可以用国产的高压变频器了。对大企业的高压节能也就方便多了。高压变频器由高－低－高；低－高；高－高之分。高－低－高方式高压变频器是把高压用降压后，用变频器进行控制，再用升压变压器把电压升到我们使用的电压，供给高压电机使用。一般高低高方式都用在小功率的高压电机做变频节能用。低－高方式高压变频器是用低压变频器控制后，直接用升压变压器把电压升到电机使用电压。低高方式也是用在小功率高压电机做变频节能用。高－高方式高压变频器是直接用变频器多个模块串联后，直接使用高压电源，直接输出高压，供高压电机使用。高高方式主要用在大功率高压电机做变频节能用。高压变频器主要有日本富士高压变频器、日本三菱高压变频器、日本东芝高压变频器、瑞典ABB高压变频器、德国西门子高压变频器、美国罗宾康高压变频器、合亿高压变频器、利德华福高压变频器等。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/6b3675964.html,/

高压变频器工作原理

高压变频器工作原理摘要：近几年来乌鲁木齐市经济快速发展，城市化进程加快，居民住房面积不断增长，随之而来的是供热面积的不断增加。我单位作为本市主要的供暖企业之一，面对不断增长的供热面积，也在不断进行技术改造，提升自身供热能力。现就对我单位高压循环泵电机使用的高压变频器的工作原理做一介绍。关键词：移相变压器；功率单元；控制器 1.概述高压变频调速系统，主要应用于风机、泵类等通过调速控制大量节能的场合。具有：（1）高可靠性：采用高—高电压源型变频调速系统，直接高压输入，直接高压输出，无需输出变压器。（2）高质量的功率输入、输出：输入功率因数高，输入谐波少，无需功率因数补偿/谐波抑制装置。（3）完善、简易的功能参数设定：完整的通用参数设定功能（频率给定、运行方式设定、控制方式、自动调度等）。 2.工作原理高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p=n。×（1一s）（P：电机极对数；f：电机运行频率；s：滑差）从式中看出，电机的同步转速n。正比于电机的运行频率（n。=60f/p），由于滑差s一般情况下比较小（0～0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应的整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。 3.构成

发电厂高压变频器选型和存在问题的探讨

发电厂高压变频器选型和存在问题的探讨随着高压变频调速技术日趋成熟。韶关电厂于2OO5年首先对一台200Mw 机组的引风机进行高压变频调速改造试用，结合本厂的实际应用经验，对高压变频器选型与应用时应注意的技术问题进行阐述．同时对实际应用中存在的问题进行了分析。?在火力发电厂中,厂用电量约占机组发电量的5%~8％,其中风机、泵类负载的用电量约占厂用电的80%;而这些设备在容量设计和选型上有很大的裕度，采用风门或阀门调节截流能量损失很大,在实际运行中机组负荷也需要调节,在机组调峰运行或负荷率较低的工况下情况更甚。随着能源供需的矛盾日益突出, “厂网分离、竞价上网”政策的实行,更加剧了电厂的成本压力，迫使发电企业实行节能降耗,以增加竞争力。在电机节能方面,变频器有其他调速设备不可比拟的优势，特别是高压变频器的节能效果更为显著，据统计我国风机、泵类进行高压变频改造后节电率可达2０%~60％。因此,对火力发电厂的高压辅机进行变频调速改造,可以最大限度地降低厂用电率和发电成本，提高企业的市场竞争力。 1 高压变频器的选型众所周知，高压辅机设备运行的稳定性、可靠性直接影响火力发电机组的安全稳定运行，一旦这些关键辅机设备由于变频器故障而非正常停机,往往会导致机组负荷大幅下降甚至跳机、锅炉熄火等事故。造成的损失是节能效益无法弥补的。因此，电厂

辅机在进行高压变频器改造时,对高压变频设备的稳定性、可靠性要求必须排在首位。在高压变频器选型时应关注几个方面。? 1.1 高压变频器平均无故障时间高压变频器的指标需要生产厂家从采购、设计、制造、检验、管理等环节加以保证。因此在选型时可以通过收资、调研，选择产品设计技术先进、生产与品质控制严格、设备运行较稳定、用户业绩评价高的产品。?１．2 对环境的适应能力?评定高压变频器对环境的适应能力主要从以下几个方面考虑:? a）对电网电压波动的适应能力。当母线上电动机成组自起动、当母线上最大一台电动机组起动时对变频器运行的影响,这与变频器允许的输入电压波动范围参数有关．对于火电机组应保证母线电压跌落30%时变频器不会停机。另外，存母线切换等情况下所造成的母线电压瞬时失电发生后，变频器应具有持续或恢复运行的功能(有些厂家称为“失压再起动功能”),即在母线电压瞬问降低或消失(如事故切换)时变频器不跳闸或使电机系统惯性运行；当母线电压重新恢复正常后，变频器能根据捕捉到的电动机转速止确调整自身输出,重新拖动电动机运行的功能。在电源瞬间跌落或消失时问不长的情况下,该功能保证变频器所驱动负载的稳定性,减少对机组运行的影响，避免锅炉灭火现象的发生。这一点是在选择重要辅机高压变频器时所必须考虑的问题。?ｂ）对现场环境的适应能力。高压变频器大多安装于现场辅机附近,灰尘较多,灰尘进人变频柜内会导致绝缘下降或击穿损坏电

单元串联型高压变频器工作原理是什么故障处理方法有哪些

单元串联型高压变频器工作原理是什么故障处理方法有哪些利用变频技术驱动电动机可以实现节能，符合我国有关节能减排的要求和社会需求。为了使变频装置应用在高电压等级、大容量的场合，通常会采用高压大容量的开关器件和多电平的拓扑结构；级联型变流器是一种有很好应用前景的多电平变换器，级联型变频器的具体应用如级联型高压变频器拖动风机、水泵等负载，大多工作在比较重要的场合，在生产或生活中的作用和影响较大，对可靠性要求高，一般要求系统能够连续运转，即使在故障后适当降低容量运行，也不能随时停机。在利用高压变频装置驱动电动机实现节能目标的同时，为了保证系统的可靠性，需要高压变频装置具有一定的容错功能，即在发生器件或者单元故障时，能够自动将其屏蔽，通过调整控制方式，使系统继续运行。单元串联型高压变频器利用若干低压功率单元串联实现高压输出，这种结构使其具有良好的容错性能；将发生故障的单元屏蔽后，通过一定的故障处理方法，可以使系统继续降低容量运行，保证生产的稳定运行。传统的故障处理方法是采用屏蔽掉故障单元与另外两相中相应的非故障单元，以保持变频器的平衡运行，这样势必会造成非故障单元的浪费，因此对级联型变频器正常工作及故障时处理方法的研究很有必要。本文设计的基于PCI-9846的变频器输出性能测试系统主要针对采用三种不同的故障处理方法时，对单元串联型高压变频器输出电能质量的各项指标进行实时监测和分析，尤其是单元发生故障后，系统输出电压的性能指标，应尽量与故障前保持一致，以减小故障对系统工作的影响。该测试系统利用LabVIEW虚拟仪器软件平台搭建系统主控界面，设计了相应的故障处理方法，可以得到不同故障处理方法时的参考波。在多单元级联型变频器仿真模型上进行测试，通过凌华PCI-9846数字化仪采集三相电压信号后进行分析处理，获得三相线电压的幅值，频率，总谐波含量，三相电压相位等主要性能指标，从而检查控制算法在系统正常运行及带故障运行时的输出情况。一单元串联型高压变频器结构及工作原理单元串联型高压变频器采用若干个低压功率单元串联的方式实现直接高压输出，采用的变

变频器基本结构与原理

变频器基本结构与控制简介 1 变频器简介 1.1 变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。 1.2 变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM 控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2 变频器中常用的控制方式 2.1 非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。 (1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大的改

高压变频器与低压变频器的选择

高压变频器的选择高压变频器的种类繁多，其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分，可分为交交变频器和交直交变频器；按着直流部分的性质，可分为电流型和电压型变频器；按着有无中间低压回路，可分为高高变频器和高低高变频器；按着输出电平数，可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器；按着电压等级和用途，可分为通用变频器和高压变频器；按着嵌位方式，可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。目前高压变频器技术采用领先技术的是采用IGCT技术的电压型高压变频器，由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名，随着技术的进步，高压变频器可以实现四象限运行，也能实现矢量控制，已经成为当前传动系统调速的主流产品。另一种是目前市场上各厂家普遍采用的单元串联型变频器，这是近几年才发展起来的一种电路拓扑结构，它主要由输入变压器、功率单元和控制单元三大部分组成。采用模块化设计，由于采用功率单元相互串联的办法解决了高压的难题而得名，可直接驱动交流电动机，无需输出变压器，更不需要任何形式的滤波器。 6KV变频器，可以有15个或者18个功率单元组成，每相由5或者6台功率单元相串联，并组成Y形连接，直接驱动电机。每台功率单元电路、结构完全相同，可以互换，也可以互为备用。变频器的输入部分是一台移相变压器，原边Y形连接，副边采用延边三角形连接，共15到18副三相绕组，分别为每台功率单元供电。它们被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有5到６副三相小绕组，之间均匀相位偏移8.5或者10度。缺点： 1、由于变压器采用延边三角形接法，实现8.5度或者10度的移相，由于工艺原因造成相应的误差，使得变压器内部环流大，发热量高，变压器效率低，从而整个系统效率下降。 2、由于随着负载率的不同，不是所有的功率单元都输出功率，导致谐波不能互相抵消。因此在低于额定负载时，谐波增加很快。由于同样原因，使得启动转矩较小，电机抖动及发热较大，噪声也较高。 3、由于需要保护电机不受共模电压的影响需要将电机接地，因此将共模电压引到了变压器上，使得变压器承受了更大的电应力，使得变压器可靠性降低，寿命降低。 4、由于引入了复杂的移相隔离变压器，使得成本增加。需制造复杂而昂贵的移相变压器。驱动元器和连线多。相应长期使用中故障必然多，维护复杂且工作量大。 5、变压器的效率降低，影响了整个系统的效率，并随负载率的降低效率更要降低。 6、如果变压器损坏，维修极复杂，费用极高。总费用至少在购价的45%左右。 7、移相主变压器接点太多，接线复杂，系统的内阻和损耗增大。 8、输出电压波形在额定负载时尚好，低于35Hz以下畸变突出，谐波含量大增。 9、电机从0Hz起动时振动大，电机温度高，不能快加速。 10、功率因数低，谐波污染大。 11、动态特性软，响应速度慢，加速和减速时间长。 12、不易用于含有制动工况的机械转动和能量回馈的四象限运行，且无法实现制动。 13、装置的体积太大，重量大，安装占地面积大。 14、低频段或轻负载时波形畸变大，输出三相电压非对称性频摆加大。 15、电机磁链脉动增大，电机中性点与变频器中性点出现电位差，谐波剧增。 16、变压器来承受共模电压对绝缘的冲击和谐波热能。高压变频器的选型注意事项 1.选择过高电压等级的弊端选择过高的电压等级造成投资过高，回收期长。电压等级的提高，电机的绝缘必须提高，使电机价格增加。电压等级的提高，使变频器中电力半导体器件的串联数量加大，成本上升。可见，对于200～2000kW的电机系统采用6kV、10kV电压等级是极不经济、很不合理的。 2.变频器容量与整流装置相数关系变频器装置投入6kV电网必须符合国家有关谐波抑制的规定。这和电网容量和装置的额定功率有关。

高压变频器主电路图分析及其应用

高压变频器主电路图分析及其应用 1.引言目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和范围也越来越为广范，这为工矿企业高效、合理地利用能源(尤其是电能)提供了技术先决条件。 2.几种常用高压变频器的主电路分析 (1)单元串联多重化电压源型高压变频器单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联，弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。但其存在以下缺点： a) 使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT)，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题; b)所需高压电缆太多，系统的内阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多; c) 一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏; d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出; d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出; e)由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中，6kV 三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法，在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时，产生的内部环流，必将引起内阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，也就影响了整个高压变频器的效率。这种情况在越低于额定负荷运行时，越是显著。10kV 时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率可达96%，但在轻负荷时，效率低于90%。 (2)中性点钳位三电平PWM变频器该系列变频器采用传统的电压型变频器结构。中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地产生比较大的谐波分量，这是三电平逆变方式所固有的。因此在变频器的输出侧必须配置输出LC滤波器才能用于普通的鼠笼型电机。同样由于谐波的原因，电动机的功率因数和效率、甚至寿命都会受到一定的影响，只有在额定工况点才能达到最佳的工作状态，但随着转速的下降，功率因数和效率都会相应降低。多电平+多重化高压变频器。多电平+多重化高压变频器的本意是想解决高压IGBT的耐压有限的问题，但此种方式，不仅增加了系统的复杂性，而且降低了多重化冗余性能好和三电平结构简单的优点。因此此类变频器实际上并不可取。此类型变频器的性能价格优势并不大，与其同时采用多电平和多重化两种技术，还不如采用前面提到的高压IGBT的多重化变频器或者三电平变频器。 (3)电流源型高压变频器