【正文】 圖 輸出電流波形 功率單元原理見圖 ，輸入電源端 R、 S、 T 接變壓器二次線圈的三相低壓輸出，三相二極管全波整流為直流環(huán)節(jié)電容充電，電容上的電壓提供 10 給由 IGBT組成的單相 H形橋式逆變電路。 圖 功率單元原理圖 功率單元通過光纖接收信號，采用空間矢量正弦波脈寬調(diào)制（ PWM）方式，控制 Q1～ Q4IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷，輸出單相脈寬調(diào)制波形。每個單元僅有三種可能的輸出電壓狀態(tài)，當(dāng) Q1 和 Q4 導(dǎo)通時， L1 和 L2 的輸出電壓狀態(tài)為 1；當(dāng) Q2 和 Q3 導(dǎo)通時， L1 和 L2 的輸出電壓狀態(tài)為 1；當(dāng) Q1 和 Q2 或者Q3 和 Q4導(dǎo)通時， L1 和 L2的輸出電壓狀態(tài)為 0。輸出電壓波形見圖 。+Q2Q1Q4RLQ3++RTS1 5 85 1 1 2 5 1 2 51251253 11M熔斷器 二極管全橋整流 濾波電容 H橋逆變IGBT 單元旁路XS115V+V高壓控制電源+15VVCCGND過壓檢測(1150V)(直流電壓輸入)XS285 缺相檢測(交流電 壓輸入690VDC)1XS4(接收)2521XS3(發(fā)送)1521故障編碼邏輯接收解碼LR/INHBBYP ASS電源故障 光纖故障XS8(常閉)GND單元過熱檢測XS616123456789101112131415GNDVCC+15VRL/INHB/DRCPLD隔離驅(qū)動13KUP+KUPXS70:禁止12 11 單元可選單元旁路功能，當(dāng)某個單元發(fā)生缺相故障、過熱和 IGBT 故障而不能繼續(xù)工作時，該單元及其另外兩相相應(yīng)位置上的單元將自動旁路，此時旁路開關(guān) K 導(dǎo)通，以保證變頻器連續(xù)工作，并發(fā)出旁路告警。單元旁路時，變頻器因運行單元數(shù)量減少，額定輸出電壓能力將降低，但當(dāng)變頻器本身運行頻率較低，如 6kV系列運行頻率低于 40Hz 時，變頻器將自動提高工作單元的輸出電壓， 圖 單元控制板原理圖 而保證變頻器輸出性能不變，實現(xiàn)無擾動自動旁路。 圖 單元驅(qū)動板原理圖 XS516123456789101112131415GNDVCC+15VRL/INHB/DRDRC/ERDCTDRGDGND125DRCM驅(qū)動控制模塊1XS1L+GV+VL+V+L+VDRC/ERDCTDRGDGND125DRCM驅(qū)動控制模塊2XS2LGV+VLV+LVDRC/ERDCTDRGDGND125DRCM驅(qū)動控制模塊2XS3R+GV+VR+V+R+VDRC/ERDCTDRGDGND125DRCM驅(qū)動控制模塊2XS4RGV+VRV+RV隔離電源1L+V+L+GL+V+15V隔離電源2LV+LGLV隔離電源3R+V+R+GR+V隔離電源4RV+RGRVGND 12 對于風(fēng)機負載，因軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，如 6kV 系列一級單元旁路時，輸出能力為額定的 80%，因此運行頻率低于 時，變頻器仍能滿足輸出要求。實際上變頻器選型時留有一定的余量，此頻率要更高些。當(dāng)負載較大，變頻器旁路后滿足不了輸出要求時，變頻器將自動降低運行頻率，直到輸出電流在允許范圍內(nèi)（如額定電流）。 控制系統(tǒng)由控制器， IO 板和人機界面組成?？刂破饔扇龎K光纖板，一塊信號板，一塊主控板和一塊電源板組成。各部分之間的聯(lián)系如圖 HIVERT變頻器控制系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示。 光纖板通過光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號，每塊光纖板控制一相的所有單元。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制（ PWM）信號或工作模式。單元通過光纖接收其觸發(fā)指令和狀態(tài)信號，并在故障時向光纖板發(fā)出故障代碼信號。 信號板采集變頻器的輸出電壓、電流信號，并將模擬信號隔離、濾波和量程轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號用于變頻器控制、保護，以及提供給主控板數(shù)據(jù)采集。 13 主控板采用高速單片機，完成對電機控制的所有功能，運用正弦波空間矢量方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制的三相電壓指令。通過 RS232 通訊口與人機界面主控板進行交換數(shù)據(jù)，提供變頻器的 狀態(tài)參數(shù)，并接受來人機界面主控板的參數(shù)設(shè)置。 圖 HIVERT 變頻器控制系統(tǒng)圖 功率單元6kV電動機單元A5單元A4隔離變壓器輸入電源單元A2單元A1單元B1單元C5單元C4單元C2單元C1單元B2單元B4單元B5控制器輸出電流檢測輸出電壓檢測接口板信號人機界面現(xiàn)場 系統(tǒng)，通訊協(xié)議信號單元A3單元C3單元B3 14 變頻器接線圖： 圖 變頻器系統(tǒng)接線圖 人機界面為用戶提供友好的全中文操作界面，負責(zé)信息處理和與外部的通訊聯(lián)系，可選上位監(jiān)控而實現(xiàn)變頻器的網(wǎng)絡(luò)化控制。通過主控板和 IOABC三相高壓輸入電源A/L1B/L2C /L3LLN N單相 2 20V 控制電源R E VFWD正轉(zhuǎn)/停止備用緊急停機ST OPSPE E D1速度1速度5SPE E D5SPE E D4速度4速度3速度2SPE E D2SPE E D3R E SET外部復(fù)位O FF HV485485+O FF HVO N HVRUNR E AD YER RORPEWVUDCM高壓分?jǐn)郔M 3~AC MAC IAVIF AVOF A COF A CM模擬電壓給定模擬電流給定模擬給定公共端三相感應(yīng)電動機輸出頻率模擬電壓輸出輸出頻率模擬電流輸出輸出頻率公共端通訊+信號通訊信號高壓就緒故障報警運行高壓合閘允許高壓分閘模擬反饋公共端模擬電流反饋模擬電壓反饋AVIAC IAC M輸出電流公共端輸出電流模擬電流輸出輸出電流模擬電壓輸出C A CMC A COC AVO頻工投切工頻投切F頻率到達鎖相成功S重故障輸出(N O)重故障輸出(N C) 15 接口板通訊來的數(shù)據(jù)，計算出電流、電壓、功率、運行頻率等運行參數(shù)，提供表計功能，并實現(xiàn)對電機的過載、過流告警和保護。通過 RS232 通訊口與主控板連接，通過 RS485通訊口與 IO 接口板連接，實時監(jiān)控變頻器系統(tǒng)的狀態(tài)。 IO 接口板用于變頻器內(nèi)部開關(guān) 信號以及現(xiàn)場操作信號和狀態(tài)信號的邏輯處理，增強了變頻器現(xiàn)場應(yīng)用的靈活性。 IO 接口板有處理 2 路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出的能力，模擬量輸入用于處理來自現(xiàn)場的流量、壓力等模擬信號或模擬設(shè)置時的設(shè)置信號；模擬輸出量是運行頻率和輸出電流。 接口板的輸入輸出均采用了隔離措施，輸入采用光電隔離，數(shù)字量輸出采用中間繼電器隔離。 圖 接口板原理圖 GND TI+15V 284280215 281214485+1 4851 D+5V DGND D+15VAI FI485+2 4852RESETXS1 1 2 3 XS2 1 2 3 4 5 6EGND 231218EGNDXS3 1 2 3 4 5 62327CGNDXS4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12PE EGND 220 222 154 156 151 153155XS5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11221 152XT14 5 61 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33PE EGND測溫板組件WD柜門采集溫度電壓信號轉(zhuǎn)換成420mA電流信號系統(tǒng)復(fù)位高壓分?jǐn)啻龣C指示故障指示運行指示控制器就緒控制器使能控制器復(fù)位控制器監(jiān)視器屏蔽接地公共端電流輸入(420mA) 電壓輸入(010V)電壓輸入(010V)電流輸入(420mA)重故障輸出斷開有效重故障輸出閉合有效頻率到達75 ?DCS 通訊模擬速度 反 饋模擬速度 給 定公共端 屏蔽接地 DATA+DATA485+2 4852合閘信號 分閘信號運行指示故障指示高壓指示EGND頻工投切V15V外部復(fù)位高壓分?jǐn)喔邏悍謹(jǐn)嗑o急停機速度1模擬正啟(停 )電流輸出 電壓輸出公共端公共端 電壓輸出電流輸出EGND輸出頻率 輸出電流PE屏蔽接地 屏蔽接地2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 XT2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 332 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 35 3736 3875 ?+15VKM4 KM5 KM6 KM1 KM2超溫跳閘過熱報警I/V轉(zhuǎn)換(05V)