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    安邦信  AMB-HVI   中高壓變頻器

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    詳細介紹

    系統(tǒng)概述
           AMB-HVI系列高壓變頻器是深圳市安邦信電子有限公司設計生產(chǎn)的模塊串聯(lián)多電平電壓型高壓
    變頻器,是我公司研發(fā)設計制造的脈寬調(diào)制變頻器系列之一。該系列高壓變頻器主電路采用模塊串
    聯(lián)方式,通過將若干個獨立的低壓變頻功率模塊輸出串聯(lián)的方式實現(xiàn)高壓直接輸出。該系列高壓變
    頻器為&ldquo;高-高&rdquo;型變頻器,高壓直接輸入,高壓直接輸出,不需要升壓變壓器。該系列高壓變頻器
    輸入隔離變壓器采用了移相變壓器,使得輸入波形接近正弦波,對電網(wǎng)諧波污染小;輸出側(cè)通過逆
    變器的PWM調(diào)制技術(shù),輸出為多電平,使得變頻器的輸出電壓波形非常接近正弦波,無需輸出濾波
    器,可直接接高壓電機運行。

     

    應用范圍
    ◆火電行業(yè)
        該行業(yè)是國內(nèi)較早進行高壓變頻器改造的行業(yè),也是目前國內(nèi)最大的高壓變頻用戶群,主要應用
    于電廠:
        1、 一次風機
        2、鍋爐引風機
        3、鍋爐送風機
        4、排粉機
        5、循環(huán)水泵
        6、凝結(jié)水泵
    ◆鋼鐵行業(yè)
        該行業(yè)風機、水泵類負載變頻改造稍晚,但在軋鋼設備上已經(jīng)大量應用變頻器,但主要以進口品
    牌為主,國產(chǎn)高壓變頻主要應用于煉鋼線上的風機、水泵類負載:
        1、高爐風機
        2、燒結(jié)風機
        3、排粉機
    ◆水泥行業(yè)
        高壓變頻器在該行業(yè)應用剛剛開始,處于試用階段,而該行業(yè)是國內(nèi)典型的高耗能、高污染行業(yè),
    并具有大量的高功率設備在運行,節(jié)能效果明顯,主要用于以下設備:
        1、高溫風機
        2、循環(huán)風機
        3、窯頭排風機
        4、窯尾排風機
        5、磨煤風機
    ◆石化行業(yè)
        該行業(yè)比較特殊,同屬高污染、高耗能行業(yè),也是國家節(jié)能減排的重點,大量高壓電機都需改造,
    具有較大的市場前景。
    ◆供水行業(yè)
        該行業(yè)有一部分高壓電機需改造,但根據(jù)其實際工藝和用量需求,節(jié)能改造數(shù)量不大.

    系統(tǒng)組成和原理
            該高壓變頻器為直接高-高結(jié)構(gòu),不需輸出升壓變壓器,輸出為單元串聯(lián)移相式PWM方式,其主
    電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。
            該高壓變頻器具有運行穩(wěn)定、調(diào)速范圍廣、輸出波形正弦好、輸入電流功率因數(shù)高、效率高等特
    點,對電網(wǎng)諧波污染小,總體諧波畸變THD小于4%,直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標準,功率
    因數(shù)高,不必采用功率因數(shù)補償裝置,輸出波形好,不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪
    音、輸出dv/dt、共模電壓等問題,不必加輸出濾波器,就可以使用普通的異步電機。

    (圖1 單元串聯(lián)多電平變頻系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)圖)

    功率單元 
           AMB-HVI系列高壓變頻器每相由六個的功率單元串聯(lián)而成。各功率單元具有完全相同的結(jié)構(gòu),有互換性。每個功率單元為三相輸入,單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變器結(jié)構(gòu),同時還包括驅(qū)動、保護、監(jiān)測、通訊等組件組成的控制電路,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。通過控制IGBT的工作狀態(tài),輸出PWM電壓波形。每個功率單元額定輸出電壓為580V,串聯(lián)后輸出相電壓3480V,線電壓達到6kV。

    (圖2  變頻器功率單元圖)

           AMB-HVI系列高壓變頻器輸出采用多電平移相式PWM技術(shù),同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓,但各載波之間互相錯開一定電角度,實現(xiàn)多電平PWM,使得輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓的每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小,所以dv/dt很小,功率單元采用較低的開關(guān)頻率,以降低開關(guān)損耗,但輸出波形的等效開關(guān)頻率可以達到單元開關(guān)頻率的6倍,且輸出電平數(shù)增加,輸出相電壓為13電平,線電壓為25電平,電平數(shù)和等效開關(guān)頻率的增加有利于改善輸出波形,降低輸出諧波,其輸出波形如圖3所示。

    (圖3 高壓變頻器的輸出電壓和電流波形)

    IGBT驅(qū)動原理 
           在AMB-HVI變頻器的功率單元中,使用高性能、智能化的專用IGBT驅(qū)動模塊對主控系統(tǒng)輸出的PWM控制信號進行隔離、緩沖處理后,使弱電信號(TTL電平)能夠驅(qū)動高壓回路中的大功率IGBT器件,輸出我們需要的SPWM電壓。
           
    驅(qū)動模塊輔助功能還包括:對IGBT進行短路、過流、欠壓監(jiān)測和保護。當負載或功率單元一旦出現(xiàn)短路、過流、欠壓等方面故障,驅(qū)動模塊將故障信號上傳到主控系統(tǒng),主控系統(tǒng)的微處理器將根據(jù)故障類型進行辨別處理后,發(fā)出命令使驅(qū)動模塊停止工作,禁止該功率單元的輸出。與此同時主機中故障處理控制邏輯還會根據(jù)故障類型進行更進一步判斷,以決定系統(tǒng)是否發(fā)生真正的故障,以便系統(tǒng)采取報警停機或繼續(xù)運行,以保護變頻器與配電系統(tǒng)的安全,不至于造成更大的故障和更大的經(jīng)濟損失。

    輸入變壓器
           AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側(cè)變壓器采用移相式變壓器,其電氣原理圖如圖4所示。變壓器原邊繞組為6kV,副邊共十八個繞組分為三相。每個繞組為延邊三角形接法,分別有&plusmn;5o 、&plusmn;15o 、&plusmn;25o移相角度,每個繞組接一個功率單元,這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此,采用移相變壓器進行隔離降壓,使得輸入側(cè)功率因數(shù)在0.96以上,不會對電網(wǎng)造成超過國家標準的諧波干擾。

    (圖4 移相變壓器電氣原理圖)


    性能特點
    (1)、系統(tǒng)一體化設計,包括輸入干式隔離變壓器,變頻器等所有部件及內(nèi)部連線,用戶
    只須連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號線即可。整套系統(tǒng)在出廠前進
    行整體測試。
    (2)、輸入符合并優(yōu)于IEEE519~1992及GB/T14519~93標準對電壓失真和電流失真最嚴
    格的要求。
    (3)、變頻器為高高結(jié)構(gòu),高壓直接輸出,不需輸出升壓變壓器,輸出為模塊串聯(lián)移相式
    PWM方式,輸出相電壓至少為2N 1,線電壓至少為4N 1(N為每相串聯(lián)模塊數(shù))。
    (4)、在20~100%的負載變化情況內(nèi)達到或超過0.96功率因數(shù)(無需功率因數(shù)補償裝置)。
    (5)、無需濾波器變頻器就可輸出正弦輸出電流和電壓波形,對電機沒有特殊的要求,可
    以使用普通異步電機,電機不必降額使用。具有軟起動功能,沒有電機啟動沖擊引起的
    電網(wǎng)電壓下跌,可確保電機安全、長期運行。
    (6)、變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振,轉(zhuǎn)矩脈動小于0.1%。可避免風機喘振現(xiàn)象。
    變頻器有共振點頻率跳躍功能。
    (7)、變頻裝置對輸

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