变频器的主要结构介绍

变频器拓扑结构

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，不存在谐波引起的电机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（6/10）kV输出，每个系统共有5/24）个功率单元，每（5/8）个功率单元串连构成一相，其系统结构如下图：

1功率单元

每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，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。

系统为基本的单相逆变电路，整流侧为二极管三相桥，IGBT逆变桥的控制方式为PWM控制，并且有自动单元旁路功能。

单元旁路功能：当某个功率模块发生故障时，自动进行旁路，变频装置不停机。确保维持生产要求，大大提高系统运行的可靠性。

2功率柜

柜内主要对功率单元进行组合，通过每个单元的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，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，输出无须增加输出滤波器，就可满足输出电机电缆的长度很长，电机不需要降额使用。

3变压器柜

主要包括为功率单元供电的移相变压器，输入侧的电压、电流检测器件，以及温度检测器件温控器。

4 冷却风机

变频器功率柜顶部和变压器柜顶部所配冷却风机，在变频器运行后自动运行。风机大小和个数根据功率大小进行配置，采用优Z离心冷却风机。

5控制柜

控制器采用DSP FPGA芯片，设计的算法能保证电机达到的运行性能。彩色嵌入式人机界面提供友好的全中文监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。控制器包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号(包括DCS/RS485/ Modbus /Profibus)的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制开关量。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，系统应具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。