高压变频器功率单元简介

襄阳奥东电气有限公司AD-BPF系列高压变频器内功率单元壳体采用塑壳结构形式，易于实现模块化，安装效率比原来提升80%。各个功率单元完全一致，在整机可相互调换。单元设计成可密封形式，以适用于高潮湿、多粉尘、多腐蚀气体的场合。

一、高压变频器功率单元优点：

1、总线化 迎合现代工业控制要求，扩展性好，安全性高。

2、模块化 提升安装、维护效率，通用性好。

3、体积小 降低变频器对空间的要求。

二、功率单元主要器件：

高压变频器内的功率单元主要是由：IGBT、电解电容、薄膜电容、整流桥/二极管等组成。

三、功率单元安装数量：

AD-BPF系列高压变频调速系统的结构，由移相变压器、功率单元和控制器组成。6kV系列有18个功率单元，每6个功率单元串联构成一相，10kV系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。

四、功率单元电路：

每个功率单元结构上完全一致，可以互换，为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为六支二极管实现三相全波整流，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到如图4所示的波形，每个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试、维修方便，而且备份也十分经济，假如某一单元发生故障，该单元的输出端能自动通过软件控制IGBT的两个上桥导通实现旁路故障单元而整机可以降额工作，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，每个功率单元都承受全部的电机电流、1/5(1/8)的相电压、1/15(1/24)的输出功率。15(24)个单元在变压器上都有自己独立的三相输入绕组。功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，目的是实现多重化，降低输入电流的谐波成分。15(24)个二次绕组分成三相位组。

根据功率、电压等级不同，功率单元数会有所变化，功率越大、电压等级越高单元数越多。

移相变压器的副边绕组分为三组，构成30(48)脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方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。实测输入电流总谐波成分小于5%。

由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有成熟技术。

六、输出侧结构：

输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器输出电缆长度可达1000米，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造;同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。

5个单元输出迭加后的线电压波形图

控制器及各单元控制板采用32位DSP、大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。

另外，控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。

七、“星点漂移”功能：

另外，在高压变频器运行过程中，当其中一个单元发生故障时，由于具有单元旁路功能，可暂时旁路而降额运行，但损坏单元的这一相势必使输出电压降低，与其他两相电压不平衡，造成电机端电流不平衡，不能长期运行,这时就要用到“星点漂移”功能的做法。

“星点漂移”功能实现了高压变频器在一个或多个单元发生故障后，使其输出有效电压保持最大的幅值，并调整三相输出线电压平衡，使得高压变频器的可靠性上了一个台阶，最大限度地保证了变频器连续安全运行。

因此，“飞车启动”和“星点漂移”功能在变频器的安装、调试及工业生产中有着比较重要的意义，随着技术的不断进步、科研的不断深化，这两项功能正应用到变频器实践中，形成了高压变频器的一个特色。

八、功率单元的安装：

所有单元包装的拆卸和安装必须在襄阳奥东电气有限公司的工程服务技术人员指导下进行。

◆ 打开变频调速系统单元模块的包装，检查单元模块可能存在的运输损坏。如果有任何异常和损坏,请立即联系襄阳奥东电气有限公司技术服务部门。

◆ 把功率单元放置在单元导轨上，并推到位，用附带螺栓坚固。

◆ 若变频调速系统为整体运输方式，该项可以省略。

九、功率单元的电缆连接

警告: 功率单元的电缆连接要在襄阳奥东电气有限公司服务或调试技术人员指导下完成。

◆ 连接单元的进线，按导线标号连接至干式变压器二次出线。

◆连接单元的出线，使用单元输出铜排，按照同相单元串联接线，三相采用星形接法，中性点一般设在接近控制柜的一端，而另一端则为输出端，输出端接线至切换柜 / 接线柜.

◆ 连接控制光纤，确保光纤头与光线座可靠插接。

审核编辑：汤梓红