高壓變頻器在現場(chǎng)高壓風(fēng)機節能改造中的應用

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(kāi)一定電角度，實(shí)現多電平PWM，使得輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓的每個(gè)電平臺階只有單元直流母線(xiàn)電壓大小，所以dv/dt很小，功率單元采用較低的開(kāi)關(guān)頻率，以降低開(kāi)關(guān)損耗，但輸出波形的等效開(kāi)關(guān)頻率可以達到單元開(kāi)關(guān)頻率的6倍，且輸出電平數增加，輸出相電壓為13電平，線(xiàn)電壓為25電平，電平數和等效開(kāi)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

2.2IGBT驅動(dòng)原理

在A(yíng)MB-HVI變頻器的功率單元中，使用高性能、智能化的專(zhuān)用IGBT驅動(dòng)模塊對主控系統輸出的PWM控制信號進(jìn)行隔離、緩沖處理后，使弱電信號（TTL電平）能夠驅動(dòng)高壓回路中的大功率IGBT器件，輸出我們需要的SPWM電壓。

驅動(dòng)模塊輔助功能還包括：對IGBT進(jìn)行短路、過(guò)流、欠壓監測和保護。當負載或功率單元一旦出現短路、過(guò)流、欠壓等方面故障，驅動(dòng)模塊將故障信號上傳到主控系統，主控系統的微處理器將根據故障類(lèi)型進(jìn)行辨別處理后，發(fā)出命令使驅動(dòng)模塊停止工作，禁止該功率單元的輸出。與此同時(shí)主機中故障處理控制邏輯還會(huì )根據故障類(lèi)型進(jìn)行更進(jìn)一步判斷，以決定系統是否發(fā)生真正的故障，以便系統采取報警停機或繼續運行，以保護變頻器與配電系統的安全，不至于造成更大的故障和更大的經(jīng)濟損失。

2.3輸入變壓器

AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側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(gè)繞組分為三相。每個(gè)繞組為延邊三角形接法，分別有±5o、±15o、±25o移相角度，每個(gè)繞組接一個(gè)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，使得輸入側功率因數在0.96以上，不會(huì )對電網(wǎng)造成超過(guò)國家標準的諧波干擾。

圖4移相變壓器電氣原理圖

3 改造方案

考慮到變頻器退出運行后，為了不影響生產(chǎn)，確保系統正常工作，配置工頻旁路，當變頻器出現故障時(shí)，將電機投切到工頻下運行。整個(gè)系統由1臺高壓變頻柜、1臺控制柜、1臺變壓器柜、一臺旁路柜、一臺電機及一臺送風(fēng)機組成，下圖為送風(fēng)機變頻方案示意圖。

圖5送風(fēng)機變頻方案示意圖