高压变频器原理与结构设计

1、高压变频器原理与结构设计 目录 一、高压变频器简介 二、高压变频器主回路原理 三、高压变频器功率单元原理 四、高压变频器结构组成 五、高压变频器的冷却方式 六、高压变频器的走线方式 七、高压变频器的柜体形式 八、高压变频器的包装方式 九、附录 INVT高压变频器 高压变频器简介 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为 另一频率的电能控制装置。 高压变频器其主要特点是： 1 1、工作电压高：一般是3kV3kV、6kV6kV、10kV10kV（国外称为中压）； 2 2、功率较大：一般是200kW200kW以上 3 3、大型工业负载：石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力 能源等行业的各种

2、风机、水泵、压缩机、轧钢机等。 国外生产高压变频器厂商：西门子（罗宾康）、日立、ABB 等 国内生产高压变频器厂商：利德华福、东方日立、合康亿盛、 九洲电气、新风光、三环、科达、智光电气、明阳电气、安 邦信、科陆、英威腾等 高压变频器分类 目前，主流的变频器或高压变频器产品主要有三种类型： 1 1、电流源型。中间直流环节为 2 2、功率单元串联多电平型。此变频器采用多个低压的功 率单元串联实现高压，输入侧的降压变压器采用移相方式， 可有效消除对电网的谐波污染，输出侧采用多电平正弦 PWMPWM技术，可适用于任何电压的普通电机，另外，在某个 功率单元出现故障时，可自动退出系统，而其余的功率单 元

3、可继续保持电机的运行，减少停机时造成的损失。系统 采用模块化设计，可迅速替换故障功率单元。单元串联多 电平型变频器的市场竞争力是很明显的。 3 3、三电平型（中心点嵌位）。输出电压有3 3个电平。 我公司高压变频器产品属于“功率单元串联多电平型”。 高压变频器主回路拓扑图(INVT) 高压变频器(旁路)原理图(INVT) 用 户 母 线 用户开关 QF 变频器 M 电机 手动切路柜 DN1 QS1QS2 QS3 高压变频器输出波形图 高压变频器输出波形图 理论上串联功率单元级数越多，其输出波形越接近正弦 市场上常见功率单元串联级数（每相）： 3kV：3、4 6kV：5、6、7、8 10kV：8

4、、9、10、12 功率单元串联多电平型变频器输出电压波形 高压变频器功率单元原理图 F1 F2 D1D3 R2 R S T C3 C2 C1 R4 R3 690VAC IGBT1IGBT2 D2 ACO ACI R1 K1 K2 整流部 分 直流环 节 缓冲环节 逆变部 分 旁路环 节 高压变频器功率单元输出波形 功率单元输出电压波形 功率单元测试老化设备(INVT) 高压变频器性能特点 低压器件实现高压输出；实现电机软启动，能够延长电机使用寿命 .单元内使用 的整流器件、IGBT器件耐压值均为：1700VDC或1200VDC 功率单元互换性好：功率单元模块化设计（完全一致），生产、调试、 维

5、护 方便 功率单元输出电平数多，波形重组后，实现完美的正弦输出电压波形；交流电 机在这种波形下可不降额使用 直接高压变频器是利用单元的串联技术直接驱动普通标准的高压电动机，变频 器输出无需使用变压器升压或使用电抗器滤波等措施 功率单元旁路+ +主回路旁路：变频器可在某功率单元故障时旁路，变频器整体降 额运行，提高可靠性 高压变频器结构特点 电压 高 体积 大 工作电压:3kV;6kV;10kV 长X深X高:(310m)X1.5mX3m 高压变频器结构组成部分 高压变频器=标配部分+选配部分 标配部分 选配部分 高压变频器 高压变频器标配部分 标配部分=控制柜+单元柜+变压器柜 变压器柜单元柜控

6、制柜 高压变频器标配部分 控制柜:高压变频器的”大脑” 人机界 面 内部控 制元件 高压变频器标配部分 单元柜:高压变频器的”躯体” 功率单元:高压变频器的”四肢” 单元柜 功率单 元 高压变频器标配部分 变压器柜:高压变频器的”心脏” 变压器 柜 变压器 高压变频器选配部分 选配部分=切换柜 切换柜分类:1)手动切换柜 2)自动切换柜 3)隔离自动切换柜 高压变频器冷却方式 功率单元进出线方式 高压变频器走线方式 后风道进线后风道进线 功率单元底部进线功率单元底部进线 高压变频器柜体形式 骨架拼装式骨架拼装式 骨架焊接式骨架焊接式 侧框 横梁 高压变频器包装 控制柜控制柜+ +单元柜单元柜 变压器柜变压器柜 功率单元功率单元风扇组件风扇组件 附录 高压变频器图集: 谢谢! 高压变频器(旁路)原理图(INVT) 用 户 母 线 用户开关 QF 变频器 M 电机 手动切路柜 DN1 QS1QS2 QS3 高压变频器输出波形图 高