AMB-HVI系列高壓變頻器是深圳市安邦信電子有限公司設(shè)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(shè)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(dú)立的低壓變頻功率模塊輸出串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)高壓直接輸出。該系列高壓變頻器為“高-高”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��；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(jī)運(yùn)行。
◆火電行業(yè)
該行業(yè)是國內(nèi)較早進(jìn)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(yīng)用于電廠：
1 一次風(fēng)機(jī)
2 鍋爐引風(fēng)機(jī)
3 鍋爐送風(fēng)機(jī)
4 排粉機(jī)
5 循環(huán)水泵
6 凝結(jié)水泵
◆鋼鐵行業(yè)
該行業(yè)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載變頻改造稍晚，但在軋鋼設(shè)備上已經(jīng)大量應(yīng)用變頻器，但主要以進(jìn)口品牌為主，國產(chǎn)高壓變頻主要應(yīng)用于煉鋼線上的
風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載：
1 高爐風(fēng)機(jī)
2 燒結(jié)風(fēng)機(jī)
3 排粉機(jī)
◆水泥行業(yè)
高壓變頻器在該行業(yè)應(yīng)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(shè)備在運(yùn)行，節(jié)能效果
明顯，主要用于以下設(shè)備：
1 高溫風(fēng)機(jī)
2 循環(huán)風(fēng)機(jī)
3 窯頭排風(fēng)機(jī)
4 窯尾排風(fēng)機(jī)
5 磨煤風(fēng)機(jī)
◆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(diǎn)，大量高壓電機(jī)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(jī)需改造，但根據(jù)其實(shí)際工藝和用量需求，節(jié)能改造數(shù)量不大.
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(yùn)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(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)，功率因數(shù)高，不必采用功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，輸出波形好，不存在諧波引起的電機(jī)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(jī)。
（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(hù)、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(dá)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(shí)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(dá)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(jìn)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(jìn)行短路、過流、欠壓監(jiān)測和保護(hù)。當(dāng)負(fù)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(jìn)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(jī)中故障處理控制邏輯還會根據(jù)故障類型進(jìn)行更進(jìn)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(jī)或繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)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(jì)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±5o 、±15o 、±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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的諧波干擾。
(圖4 移相變壓器電氣原理圖)
(1)、系統(tǒng)一體化設(shè)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(jìn)行整體測試。
(2)、輸入符合并優(yōu)于IEEE519~1992及GB/T14519~93標(biāo)準(zhǔn)對電壓失真和電流失真最嚴(yán)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(fù)載變化情況內(nèi)達(dá)到或超過0.96功率因數(shù)(無需功率因數(shù)補(bǔ)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(jī)沒有特殊的要求，可以使用普通異步電機(jī)，電機(jī)不必降額使用。具有軟起動功能，沒有電機(jī)啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長期運(yùn)行。
(6)、變頻裝置輸出波形不會引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動小于0.1%。可避免風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象。變頻器有共振點(diǎn)頻率跳躍功能。
(7)、變頻裝置對輸出電纜長度無任何要求，電機(jī)不會受到共模電壓和dv/dt的影響。
(8)、變頻器對電網(wǎng)電壓波動有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，在±10%范圍內(nèi)變頻器能滿載工作，在30%的電壓下降情況下變頻器能繼續(xù)運(yùn)行而不跳閘(降載運(yùn)行)，40%的電壓下降可以短時運(yùn)行，電網(wǎng)瞬時失電2S可滿載運(yùn)行不跳閘，輕載時時間更長。
(9)、變頻器效率為96%。
(10)、功率模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以互換，維護(hù)簡單；功率模塊自動旁路功能，進(jìn)一步提高了運(yùn)行的可靠性。
(11)、變頻器功率模塊和主控系統(tǒng)通訊采用光纖連接，具有很高的通信速率和抗干擾能力，安全性好。
(12)、控制系統(tǒng)采用全數(shù)字微機(jī)控制，有自診斷功能。
(13)、調(diào)速范圍在0-100%連續(xù)可調(diào)，頻率精度：0.5%，加/減速時間30-300秒 (根據(jù)負(fù)載情況可設(shè)定) ，臨界速度可跳過(共3組，可任意設(shè)定)。
(14)、過載能力為120%，1min，滿足泵類和風(fēng)機(jī)類負(fù)荷要求。
(15)、采用中文顯示和操作，直觀、清楚，便于學(xué)習(xí)，容易掌握。觸摸屏可隨時顯示變頻器的工況、工作參數(shù)及故障類型和故障點(diǎn)，便于分析和查找。
AMB-HVI系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
◆輸入波形接近正弦波，對電網(wǎng)諧波污染小,無需考慮諧波抑制
◆輸入功率因數(shù)高，在20～100%的負(fù)載范圍內(nèi)，功率因數(shù)≥0.96，無需功率因數(shù)補(bǔ)償裝置
◆提供正弦波輸出波形，不需輸出濾波器,對電機(jī)應(yīng)無特殊要求
◆控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字控制，且控制系統(tǒng)和主電路通過光纖通訊進(jìn)行聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電壓完全隔離
◆變頻器具備完善的故障自診斷，報警、參數(shù)顯示和歷史記錄等功能，維修方便
◆應(yīng)用成熟可靠的技術(shù)，結(jié)合多重化控制理論，由彼此相對獨(dú)立的功率單元集成的AMB-HVI系列高壓變頻器可保證最大化的可靠性。
◆浪涌保護(hù)電路，防護(hù)瞬間過壓對變頻器的侵害。
AMB-HVI高壓變頻器系統(tǒng)，可承受100ms的時間失去電網(wǎng)電力，而高壓變頻器仍可以正常運(yùn)行。
AMB-HVI系統(tǒng)高壓變頻器可以承受±10%的電網(wǎng)電壓波動。
◆環(huán)境溫度過高保護(hù)
AMB-HVI高壓變頻器系統(tǒng)內(nèi)置多點(diǎn)溫度檢測電路，確保高壓變頻器在正常的溫度環(huán)境內(nèi)運(yùn)行。
功率單元旁路功能某個功率單元出現(xiàn)了故障的情況下，可將故障功能單元旁路，在降低高壓變頻器承載能力的情況下使之繼續(xù)運(yùn)行。
◆工頻旁路切換
通過工頻旁路切換回路，可以構(gòu)成雙電源系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)。
|
項 目 |
規(guī) 范 |
|
|
AMB-HVI-V060 |
036 |
048 |
061 |
077 |
096 |
120 |
144 |
173 |
190 |
220 |
|
AMB-HVI-V100 |
036 |
046 |
058 |
072 |
092 |
104 |
115 |
130 |
144 |
182 |
|
額定容量（KVA） |
375 |
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1500 |
1800 |
|
2250 |
|
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
1800 |
2000 |
2250 |
2500 |
3150 |
|
額定功率
（KW） |
315 |
400 |
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1400 |
1600 |
2000 |
|
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1400 |
1600 |
1800 |
2000 |
2500 |
|
每相單元數(shù) |
6 |
9 |
|
輸入頻率 |
50Hz10% |
|
輸入電壓 |
V060:6KV (±10%) V100:10KV(±10%) |
|
可掉時間 |
100ms |
|
輸入功率因數(shù) |
額定負(fù)載時＞0。97<, /P> |
|
效率 |
額定負(fù)載時＞96% |
|
控制方式 |
多重化脈寬調(diào)制 |
|
輸出頻率 |
0 – 120Hz |
|
頻率分辨率 |
0.01HZ |
|
過載能力 |
120%1分鐘，150%立刻保護(hù) |
|
模擬量輸入 |
0 – 10V/4 – 20mA任意設(shè)定 |
|
模擬量輸出 |
兩路0 – 10V/4 – 20mA可選 |
|
開關(guān)量輸入 |
16路開關(guān)量輸出 |
|
開關(guān)量輸出 |
16路開關(guān)量輸入 |
|
上位通信 |
隔離RS485接口，MODBUS規(guī)約 |
|
冷卻方式 |
強(qiáng)制風(fēng)冷 |
|
環(huán)境溫度 |
0℃ - 40℃ |
|
環(huán)境濕度 |
＜90%（無凝露） |
|
海拔高度 |
＜1000米（＞1000米需要降低容量使用） |
|
防護(hù)等級 |
IP20 |
