YBP高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式,为单元串联多电平拓扑结构,主体结构由多组功率模块串联而成,从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出,它对电网谐波污染小,输入谐波畸变小于3%,直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准,输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好,输出电压谐波畸变小于2%,不存在谐波引起的附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题,不必加输出滤波器,就可以使用普通的异步电机,变频装置10KV输出,每个系统共有24个功率单元,每8个功率单元串连构成一相。
功率单元:
每个功率单元分别由输入的一组副边供电,功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘,二次绕组采用星形折边接法,实现多重化,以达到降低输入谐波电流的目的。每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其电路结构图如下,系统为基本的单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥, IGBT逆变桥的控制方式为PWM控制,并且有自动单元旁路功能。
功率单元内器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压,可以直接使用低压功率器件,器件不必串联,不存在器件串联引起的均压问题,而且功率单元中采用的低压IGBT功率模块,驱动电路简单,技术成熟可靠,器件工作在低压状态,不易发生故障。
单元旁路功能:当某个功率模块发生故障时自动旁路运行,变频装置不停机,但需降额使用,即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路,当功率单元故障时,封锁该功率单元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。这样能维持生产要求,大大提高了系统运行的可靠性。
概述
YBP的功率单元为模块化设计,可以从机架上抽出,移动和更换,所有功率单元是完全一致的,如果某一单元由于故障而不能正常工作,可以在允许设备退出的时间用备用单元将其替换。即:在变频停机高压切断的情况下,拔掉故障单元的四根光纤;用扳手卸下故障单元的R、S、T、U、V五根连线;拆下故障单元与轨道的固定;将故障单元轻轻拿下,按拆卸相反的顺序将备用单元装上并接好即可。更换一个单元的时间只需5分钟。更换单元不须专用工具。
侧采用高频率的IGBT器件,保证良好的输出波形。
输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。
整个变频系统采用强迫风冷,冷却系统可靠,平均无故障时间≥变频装置本身,每一套冷却装置拆装方便,满足变频装置的安全可靠地运行。
保护
变压器进线接线端子足够大,便于与进线连接。变压器柜内高压引线导体能满足发热的允许值(<65℃)
变压器在各分位置时,能承受线端突发短路的动、热稳定而不产生任何损伤、变形及松动。
每个功率单元带两相输入熔断器保护。
变频装置还具有以下保护功能:
a、过电压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果超过额定电压的115%,则变频器保护。
b、过电流保护:电机额定电流的150%,立即保护。
c、欠电压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果低于设定的数值,则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护。
d、缺相保护:缺相保护设置在每个功率模块上。当变频器输入侧掉相或功率模块的保险熔芯熔化时,会发出报警信号并保护。
e、过载保护:电机额定电流的120%,每10分钟允许1分钟,超过则保护。此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护。
f、过热保护:包括两重保护:在变频调速系统柜体内设置温度检测,当环境温度超过预先设置的值时,发报警信号;另外,在主要的发热元件,即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测,一旦超过极限温度(变压器130℃、功率器件80℃),则保护。
g、光纤故障保护:当控制器与功率模块之间的连接光纤出现故障时,会发出报警信号并保护。
以上故障,均在中文用户界面上指定故障确切位置,便于用户采取对应措施。