高壓變頻器的工作原理

　　高壓變頻器是一種串聯疊加性高壓變頻器，即采用多臺單相三電平逆變器串聯連接，輸出可變頻變壓的高壓交流電。按照電機學的基本原理，電機的轉速滿足如下的關系式：n=(1一s)60f/p=n?！?1一s)(P：電機極對數;f：電機運行頻率;s:滑差)從式中看出，電機的同步轉速n。正比于電機的運行頻率(n。=60fp)，由于滑差s一般情況下比較小(0-0.05)，電機的實際轉速n約等于電機的同步轉速n。，所以調節了電機的供電頻率f，就能改變電機的實際轉速。電機的滑差s和負載有關，負載越大則滑差增加，所以電機的實際轉速還會隨負載的增加而略有下降。

　　變頻器本身由變壓器柜、功率柜、控制柜三部分組成。三相高壓電經高壓開關柜進入，經輸入降壓、移相給功率單元柜內的功率單元供電，功率單元分為三組，一組為一相，每相的功率單元的輸出首尾相串。主控制柜中的控制單元通過光纖時對功率柜中的每一功率單元進行整流、逆變控制與檢測，這樣根據實際需要通過操作界面進行頻率的給定，控制單元把控制信息發送到功率單元進行相應得整流、逆變調整，輸出滿足負荷需求的電壓等級。

　　1移相式變壓器

　　移相變壓器的副邊繞組分為三組，構成X脈沖整流方式;這種多極移相疊加的整流方式可以大大改善網側的電流波形，使負載下的網側功率因數接近1。另外，由于副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，這樣大大提高了可靠性。

　　2智能化功率單元

　　所有的功率模塊均為智能化設計具有強大的自診斷指導能力，一旦有故障發生時，功率模塊將故障信息迅速返回到主控單元中，主控單元及時將主要功率元件IGBT關斷，保護主電路;同時在中文人機界面上精確定位顯示故障位置、類別。在設計時已將一定功率范圍內的單元模塊進行了標準化考慮，以此保證了單元模塊在結構、功能上的一致性。當模塊出現故障時，在得到報警器報警通知后，可在幾分鐘內更換同等功能的備用模塊，減少停機時間。

　　6kV電網電壓經過副邊多重化的隔離變壓器降壓后給功率單元供電，功率單元為三相輸入，單相輸出的交直流PWM電壓源型逆變器結構，相鄰功率單元的輸出端串聯起來，形成Y接結構，實現變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機。6kV電壓等級的高壓變頻器，每相由六個額定電壓為600V的功率單元串聯而成，輸出相電壓最高可達3464V，線電壓達6000V左右。改變每相功率單元的串聯個數或功率單元的輸出電壓等級，就可以實現不同電壓等級的高壓輸出。每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組采用延邊三角形接法，實現多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。6kV電壓等級的變頻器，給18個功率單元供電的18個二次繞組每三個一組，分為6個不同的相位組，互差10度電角度，形成36脈沖的整流電路結構，輸入電流波形接近正弦波，這種等值裂相供電方式使總的諧波電流失真大為減少，變頻器輸入的功率因數可達到0.95以上。

　　3雙DSP控制系統

　　主控器的核心為雙DSP的CPU單元，使指令能在納秒級完成。這樣CPU單元可以很快的根據操作命令、給定信號及其它輸入信號，計算出控制信息及狀態信息，快速的完成對功率單元的監控。

　　4GPRS遠程監控

　　通過FTU配網裝置，將采集到的'實際頻率'、'定子電壓'、'定子電流'、'壓力'以及系統運行的狀態量和報警信息等等數據，利用GPRS網絡發送到后臺服務器，后臺服務器可根據所收到的數據信息的分析結果作出相應的處理操作，包括監測工作狀態、系統運行參數、電流、電壓的超標報警，這樣就可以對現場進行實時監控，以確定安全情況和運行情況。大幅提高了系統運行的可靠性、操作方式更加靈活、同時也減少了維護費用。