HARSVERT-A系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术,属高-高电压源型变频器,直接3、6、10KV输入,直接3、6、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。
系统结构
功率模块结构
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。(备件种类单一)
输入侧结构
输入侧由移相变压器给每个功率模块供电,移相变压器的副边绕组分为三组,根据电压等级和模块串联级数,一般由24、30、42、48脉冲系列等构成多级相叠加的整流方式,可以大大改善网侧的电流波形(网侧电压电流谐波指标满足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求)。使其负载下的网侧功率因数接近1,无需任何功率因数补偿、谐波抑制装置。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,便于采用现有的成熟技术。
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,可得到阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好,dv/dt小,对电缆和电机的绝缘无损坏,无须输出滤波器,就可以延长输出电缆长度,可直接用于普通电机。同时,电机的谐波损耗大大减少,消除负载机械轴承和叶片的振动。
当某一个功率模块出现故障时,通过控制使输出端子短路,可将此单元旁路退出系统,变频器可降额机械运行;由此可避免很多场合下停机造成的损失。
控制器
控制器由高速单片机处理器、人机操作界面和PLC共同构成。其中人机操作界面有三种配置:工控PC机界面、嵌入式工控机界面、标准操作面板界面,用户可根据需要进行选择。单片机实现PWM控制。人机操作界面解决高压变频调速系统本身和用户现场接口的问题,提供友好的全中文监控界面,使用方便、快捷,同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理,可以和用户现场灵活接口,满足用户的特殊需要。
控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术,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,可靠性大大提高。另外,控制电源掉电时,控制器可由配备的UPS继续供电,(散热风机电源取自移相变压器)变频器可以继续运行。
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