高压变频器功率单元共36页文档
密炼机专用高压变频器各功率段配置V2.4
前后开门
70mm2
l
1250 A06 2000 LT508-S6 BCZ2-400/11G DC72V 25KV
KF14-10
KF22-10 KF22-10 KF60-10 KF60-10 KF70-10
10mm2 10mm2 16mm2 25mm2 25mm2
KF8-8 (450-4)*3
LRD-07KN*3
旁路柜包装 箱
洛森500及以 R15000290
下风机包装
箱（3个风
4400*1600*2707
2.5 1.2 4.5 8.2 0.9 0.5
机）
H65000107
+
洛森500及以
6100*1500*2895
3.6 1.1 4.5 9.2
1
6100*1500*2895
T07-1 3.6 1.1
5
9.7
25mm2
KF22-8 (500-4)6HF+(5004)6HF*3
LRD-10KN*4
70mm2
KF70-10
8
1400 A06 2250 LT508-S6 BCZ2-400/11G DC72V 25KV
35mm2
KF38-8L (450-4)*2+(5004)6HF*3
LRD-07KN*2+LRD-10KN*3
2.5 1.1 2.4
6
0.9 0.5
2.5 1.1
3
6.6 0.9 0.5 T03-2变压器
T03-2
柜包装箱
2.5 1.2 3.5 7.2 0.9 0.5 H65000206
洛森500及以 下风机包装 箱（3个风
机） H65000107
高压变频器功率单元输出电压
高压变频器功率单元输出电压摘要：I.引言A.介绍高压变频器B.说明高压变频器功率单元的重要性II.高压变频器功率单元的工作原理A.解释功率单元的作用B.说明功率单元如何实现高压输出C.介绍常见的功率单元类型III.高压变频器输出电压的计算A.解释输出电压的计算方法B.提供计算实例IV.高压变频器功率单元的个数选择A.介绍选择功率单元个数的方法B.提供个数选择的实例V.结论A.总结高压变频器功率单元输出电压的相关知识B.强调正确选择功率单元的重要性正文：高压变频器是电力系统中常见的一种设备，它主要用于调节高压电机的转速，从而实现节能和精确控制。
在高压变频器中，功率单元是一个关键的组成部分，它负责将输入的电压转换为所需的输出电压。
因此，了解高压变频器功率单元的输出电压对于正确选择和使用变频器至关重要。
高压变频器功率单元的工作原理是利用多个功率单元串联或并联，以实现高压输出。
串联时，电压相加；并联时，电流相加。
根据所需的输出电压和电流，可以选择合适的功率单元类型和个数。
常见的功率单元类型包括IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和GTO（门控可关断晶闸管）。
在计算高压变频器输出电压时，需要考虑功率单元的额定电压、串联或并联方式以及所需的输出电压。
例如，如果需要输出6kV电压，每个功率单元的额定电压为690V，那么可以选择10个功率单元串联（690V x 10 =6900V）。
选择高压变频器功率单元的个数时，需要根据所需的输出电压、电流和功率来确定。
一般来说，可以通过以下方法来选择功率单元的个数：1.计算所需的输出电压和电流，然后查找变频器产品目录，选择符合要求的功率单元。
2.根据变频器的额定电压和电流，计算所需的功率单元个数。
例如，如果变频器的额定电压为6kV，额定电流为300A，那么可以选择6个功率单元串联（6kV x 300A = 1800kW）。
总之，高压变频器功率单元的输出电压是一个关键参数，它直接影响到变频器的性能和可靠性。
卧龙-3300V高压变频器客户培训资料共36页
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
高压变频器功率单元常见故障分析与维修
高压变频器功率单元常见故障分析与维修摘要：高压变频器调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无级调速的优点，广泛应用于工业生产中。
文章笔者结合在现场的维修经验，对高压变频器功率单元常见硬件故障的维修方法、注意事项等做了详细的叙述。
关键词：高压变频器；功率单元；常见故障；维修1引言随着我国社会经济的高速发展，高压变频器在我国水泥、矿山、石化、电力等相关行业有了大量的应用，其所实现的软启动节能、变频节能等相关功能，有力提升和促进了电力生产节能降耗活动的能力和水平。
对于发电厂来说，耗能设备主要包括风机、泵等，这些设备的耗电量占比过去一直高达70%以上，非常需要高压变频器来进行优化和提升。
2高压变频器功率单元的技术原理高压功率单元主要由整流桥，电解电容，均压电阻，IGBT模块，旁路，温度继电器，单元控制板，驱动板组成。
①整流桥由二极管三相全桥进行不控全波整流，其作用是将移相变压器副边绕组输出的690V交流电转变成980V的直流电。
②电解电容具有滤波和储能的作用。
从移相变压器副边绕组输出的交流电是一个畸波电流，只有通过电解电容对其进行平滑滤波之后，才会得到较好的直流波形。
③均压电阻是为了保证同一功率单元内电解电容分压一致，通常在每一个电解电容的两端都并联一个均压电阻。
④IGBT模块作为大功率电子器件，其具有工作频率高、驱动功率小、开关能耗小等优点。
在一个功率单元里有两个IGBT模块，他们共同组成功率模块的逆变电路。
控制系统通过对两只IGBT模块开关时间的控制，来达到改变功率单元输出频率的目的，也是它将980V的直流电转成0-690V的交流电。
⑤旁路是在每个功率单元的输出端之间并联一个旁路电路，当某个功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。
从变频器系统类型上区分旁路，可以划分为两类，一类是同级旁路；一类是单模块旁路。
3高压变频器功率单元常见故障分析及维修3.1功率单元常见轻故障分析与维修3.1.1熔断器故障与维修当变频器人机界面上显示熔断器故障时，根据对应单元编号查找，用万用表检查对应单元的两只熔断器，出现熔断情况时应更换同规格熔断器，更换完成后送电进行故障复位，一般情况下可以恢复正常运行。
高压变频系统组成(合康亿盛)
第二部分
电路板
高压变频器系组成
单元电路板
矢量控制单元电路板
单元控制板
单元驱动板
第二部分
高压变频器系组成
三、功率单元
功率单元原理见图2.7，输入电源端R、S、T接变压器二次线圈的三相 低压输出，三相二极管全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供 给由IGBT组成的单相H形桥式逆变电路。
高压变频器系组成
控制器由三块光纤板、一块信号板、一块主控板和一块电源板组成，各板之 间通过总线底板连接，如图2.11所示。 光纤板通过光纤与功率单元传递数据信号，每块光纤板控制一相的所有单元。 光纤板周期性向单元发出脉宽调制（PWM）信号或工作模式。单元通过光纤接收其 触发指令和状态信号，并在故障时向光纤板发出故障代码信号。 信号板采集变频器的输出电压、电流信号，并将模拟信号隔离、滤波和量程 转换。转换后的信号用于变频器控制、保护，以及提供给主控板数据采集。 主控板采用高速单片机，完成对电机控制的所有功能，运用正弦波空间矢量 方式产生脉宽调制的三相电压指令。通过RS232通讯口与人机界面主控板进行交换 数据，提供变频器的状态参数，并接受来自人机界面主控板的参数设置。
图2.9 单元驱动板原理图
第二部分
高压变频器系组成
四、控制系统
控制系统由控制器、IO接口板和人机界面组成，各部分之间的联系，如图2.10 HIVERT变频器控制系统结构图所示。
图2.10 HIVERT变频器控制系统图（10kV系列）
第二部分
第二部分
高压变频器系组成
图2.8 单元控制板原理图
第二部分
高压变频器系组成
图2.9为单元驱动板原理图。驱动板用于产生4个IGBT的驱动信号，并将IGBT 的故障信号反馈到单元控制板。驱动板通过端子XS5与控制板端子XS6相连，其中L 控制左桥臂上的Q1、Q3 两个IGBT，R控制右桥臂上的Q2、Q4 两个IGBT，Q1、Q3和 Q2、Q4通过反相器互锁；/INHB为IGBT禁止信号；/DR为IGBT的故障信号，反馈回 控制板用于单元保护。驱动板上的电源来自控制板，其中+15V电源被隔离成4路电 源，分别用于4个IGBT的驱动。
高压变频器功率单元讲解
7- 2 二合一控制板
2.二合一控制板
二合一控制板是在第三代功率单元多年应用的基础上，经过大量的改 进设计，将电源板和控制板合二为一的板件。 板件作用： a. 接收主控系统信号，给驱动板提供控制信号； b. 进行实时故障监测，向主控系统上报故障信息； c. 给单元驱动板供电。 板件接口： a. 光纤接口：与主控系统进行连接； b. 电压检测接口：与单元正负母线连接； c. 驱动板信号（Top1、Top2、/Lock、ERR）接口：与驱动板连接； d. 15V电源输出接口：与驱动板连接，为驱动板供电； e. 缺相检测接口：接功率单元整流桥输入端； f 过热检测接口：接温度检测开关； g. 充电可控硅驱动信号接口（预留）：接上电可控硅门极。
2）三相全桥不控整流 三相全桥不控整流电路，根据IEC971 (1989)对半导
体变换器的指定编码属于：B6U。工作原理如图4所示：
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1.3我公司使用整流桥的常规参数 品牌： Semikron 、 Eupec； 电压等级：1400V、1800V； 整流桥型号说明： 例如：SKD62/18为Semikron公司额定电流 62A、额定 电压1800V的6只整流二极管封装的整流桥，SKKD260/14 为Semikron公司额定电流260A、额定电压1400V的2只整 流二极管封装的整流桥。
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2- 3 IGBT
高压变频器功率单元概要
2- 4
可控硅
4、可控硅
可控硅(SCR，Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流 器的简称。一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用 下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断， 只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。 我公司的产品上，可控硅用于充电电路和旁通回路，均 起“电子开关”作用。我公司使用的可控硅内部封装形式如 图6所示：
东方日立（成都）电控设备有限公司
用户培训资料
功率单元
吴天鹏
2012年5月
东方日立（成都）电控设备有限公司
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目录
1 概述 2 主要功率器件 3 我公司功率单元发展历程 4 功率单元主回路 5 功率单元旁通技术 6 功率单元型号定义 7 功率单元控制驱动板件
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5- 2
2、主回路IGBT旁通技术
该技术为我公司专利技术。它是利用IGBT进行旁通控制，即采 用主回路上的4只IGBT（图9）实现图7中的“电子开关”功能。
主回路IGBT旁通技 术
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目前我公司使用的IGBT品牌有：Eupec、Semikron； 使用的IGBT电压等级有：1200V、1700V； 例如：BSM100GB170DLC、FF400R12KE3。
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荣信高压变频培训教材B-功率单元原理
2014/6/25
整流部分介绍
整流部分介绍
整流工作原理：
整流原理
• 将交流电变换为直流电称为整流，即AC/DC变换。
• 整流电路是利用电力电子器件的单向导电性将正负变化的 交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下
，电力电子器件（二极管）周期性地导通和截止，使负载
得到脉动直流电。在电源的正半周，二级管导通，使负载
功率单元整流桥介绍
整流桥测试 • 检查模块表面无裂痕变形和破损；模块的安装底板应光滑
平整无划痕。 • 用数字万用表二极管档测量，测试方法如下图所示。红表
笔接在2（二极管阴极），黑表笔接1（二极管阳极），显 示数值为1（即无穷大）则说明1脚和2脚之间的二极管是 完好的。结果相反若导通则说明该二极管损坏；红表笔接 1，黑表笔接3，显示数值为1（即无穷大），则说明3脚和 2脚之间的二极管是完好的，相反，若导通则说明该二极 管损坏。
电流而损坏； • 电网电压太高，电网遇雷击和过电压浪涌。电网内阻小，
导致全部过压加到整流桥上； • 输入缺相，使整流桥负担加重而损坏。
功率单元整流桥介绍
更换整流桥注意事项 • 找到引起整流桥损坏的根本原因，并消除，防止换上新整
流桥又发生损坏； • 更换新整流桥，对焊接的整流桥需确保焊接可靠。确保与
周边元件的电气安全间距，用螺钉联接的要拧紧，防止接 触电阻大而发热。与散热器有传导导热的，要求涂好硅脂 降低热阻； • 更换整流桥要用同一型号、同一厂家的产品以避免电流不 均匀而损坏。
压的正半周包络线。
10
2014/6/25
整流桥介绍
整流桥原理
基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样。 由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成。 整流桥是把两个二级管封装在一个模块中。
高压变频器功率单元常见故障分析与维修
高压变频器功率单元常见故障分析与维修高压变频器在我国的电力能源、石油化工等行业得到了大力应用，极大的促进了这些行业生产效率的提高。
但是高压变频器在使用过程中，很容易出现各种的故障问题，比如出现过电压故障、熔断器故障等，影响着生产工作的正常开展，对这些故障的维修还需要花费极大的维修费用，不利于经济效益的提高。
因此，为了解决高压变频器常见的故障问题、提高经济效益，就必须要对高压变频器常见的故障问题进行分析总结，确保这些故障问题能够得到有效预防和解决。
本文分析了高压变频器功率单元常见的故障问题和维修措施，以供参考。
标签：高压变频器;功率单元;常见故障分析;维修1.油田高压变频器使用概况在我国的油田生产中广泛应用了高压变频器，不仅利用高压变频器对天然气等进行压缩，还利用高压变频器进行原油的输送。
我油田煤层气近几年给螺杆泵压缩机和往复式压缩机系统共安装了16套高压变频系统，极大地提高了煤层气压缩机组的安全性、经济性、可靠性。
高压变频器美中不足的是由于受大功率开关元件IGBT的耐压这一主要技术参数的影响，逆变工作无法直接的实现，所以当前应用的高压变频器大多是以单元串联脉宽调制叠波升压作为输出原理进行工作，煤层气压缩机高压变频器就是基于此种原理。
单元串联式高压变频器的核心部件是功率单元，这种功率单元也是承受高电压大电流冲击的部件，是该类型变频器的主要易损件之一。
对相应的故障在现场进行正确及时地维修处理，将会极大减少因设备故障影响生产的时间，有利于保障油田安全生产，提高油田生产的经济效益。
2.高压变频器功率单元常见故障问题分析与维修2.1功率单元常见轻故障分析与维修在日常使用中，高压变频器往往会在现场频繁出现熔断器故障、过电压故障、光纤故障等故障问题。
2.1.1熔断器故障问题的分析与维修当控制界面上显示熔断器出现故障时，工作人员应当根据对应的单元号来找到具体出现故障的熔断器，针对对应单元的两只熔断器，工作人员需要用万用表进行检查，及时找到出现故障的熔断器，并确定没有其它元件损坏的情况下利用相同规格的熔断器进行更换。
高压变频器功率单元38页PPT
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
高压变频器功率单元
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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火电厂用高压变频器功率单元试验典型流程、报告模板
附录A（资料性附录）试验典型流程A．1 适用范围本标准适用于级联式高压变频器功率单元，基本参数可按表A.1确定：表A.1 级联式高压变频器功率单元基本参数序号参数项基本要求1额定输入电压690V(AC)2额定输出电压690V(AC)3冷却方式风冷4整流方式二极管不可控整流5逆变侧控制方式 PWM控制方式6功率单元等效开关频率 1.4kHz7单元输出电平数两电平A．2 试验准备a)功率单元外观应平整，无过电压、碳化痕迹；b)功率单元应由隔离变压器供电；c)试验开始前，应确认系统电气接线及测试仪器接线正确。
A．3 试验设备试验设备可按表A.2确定。
表A.2 试验设备序号 设备名称 基本要求1交流电子负载 输入电压：0～690V（单相），输出电压：0～380V（三相），容量：200kVA 2三相调压器 输入电压：0～380V，输出电压：0～1000V，容量：50kVA3三相隔离变压器 电压：690V，容量：50kVA4万用表 交流档：1500V及以上量程，直流档：1500V及以上量程5数字示波器 4通道6高压探头 2000V及以上测量量程7测温仪 温度成像仪（-20℃～150℃）8电流钳 量程500A9单相电抗器 3000V/400AA．4 保护功能试验a)试验接线：保护功能试验接线图参见图A.1。
380VAC/3P输入图A.1 保护功能试验接线图b)试验流程：1)检查并确认接线正确，对试验用控制单元电源通电；2)闭合电源侧开关K1，通过三相调压器给功率单元逐步升压至380V±10V时，观察功率单元控制板电源指示灯、通讯指示灯、试验用控制单元中直流母线电压显示是否正常。
如正常，继续下一步测试，否则终止测试，分析问题原因；3)分别拔下试验用控制单元两根光纤，当拔下R光纤时，试验用控制单元报光纤接收故障；对系统进行复位操作，再拔下T光纤，试验用控制单元报光纤发送故障。
如上述测试正常，继续下一步测试，否则终止测试，分析问题原因；4)对系统进行复位操作，通过调压器继续升压，记录升压过程中功率单元输入电压、直流母线电压、电容均压、试验用控制单元采样显示的直流母线电压，如果电压数据正常，升压至690V±10V，否则终止测试，分析问题原因；5)断开单相空气开关K2，试验用控制单元应报缺相故障，闭合空气开关，缺相故障自动恢复。
高压变频器参数表280kVA
输出电流传感器变比 输出电流传感器额定电流 输出电流采样电阻值 输入电流传感器变比 输入电流传感器额定电流 输入电流采样电阻值 输出电流AD通道量程选择 1：选择±5V输入 67 2：选择±10V输入 输入电流AD通道量程选择 1：选择±5V输入 68 2：选择±10V输入 PT输出额定值对应采样电路的 69 采样值 70 过流保护检测次数 71 过流倍数 72 过载倍数 73 过载时间 74 过载初始检测倍数 75～80 保留 单元旁通功能选择 0：禁止 1：允许
DFI系统功能表 DFI系统功能表
1
1
0～1
读写
83
0
0
0～1
读写
84
0
0
0～1
读写
85
0
0
0～1
读写
86 91 93 94 95～99
0 0 其他参数 30 5 30 30 150 150
0～1 1～90 1～300 1～800
读写 读写 读写 读写 秒 秒 伏
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123
图样标记：
第3页 共5页
DHC
124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141～150 151 152 153 154 155 156 157 158 163 164 165 254 151～255 256 257 258 259 260 270～261 271 272 273 274 275 276 277 278 数字量输入通道功能选择24 数字量滤波次数 数字量输入状态1 数字量输入状态2 强制数字量输入1 强制数字量输入2 强制数字量输出状态 数字量输出通道功能选择1 数字量输出通道功能选择2 数字量输出通道功能选择3 数字量输出通道功能选择4 数字量输出通道功能选择5 数字量输出通道功能选择6 数字量输出通道功能选择7 数字量输出通道功能选择8 数字量输出通道功能选择9 数字量输出通道功能选择10 保留 DA输出通道一功能选择 DA输出通道二功能选择 DA输出通道三功能选择 DA输出通道四功能选择 输出通道一比例系数 输出通道二比例系数 输出通道三比例系数 输出通道四比例系数 瞬停允许的停电时间 瞬停发波形延迟时间 工变切换发波形延迟时间 软件版本信息 进入功能号设置的密码 通讯读取运行状态 通讯读取运行频率 通讯读取给定频率 当前旁通级数 瞬停成功次数 保留 通讯读取输入A相电流 通讯读取输入B相电流 通讯读取输入C相电流 通讯读取输出U相电流 通讯读取输出V相电流 通讯读取输出W相电流 通讯读取输入线电压 通讯读取输出线电压