高压变频器

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高压变频器范文第1篇

【关键词】变频器；组成部分；工作原理；故障处理

唐山开滦热电有限责任公司林电分公司有6台引风机使用HARSVERT-A系列高压变频器，近段时间2#炉1#、2#引风机变频器频繁出现故障，导致引风机处于工频状态运行，在一定程度上影响的电厂的经济效益。通过参与这几次变频故障处理，本文从理论与实际相结合观点出发简单介绍HARSVERT-A系列高压变频器的故障处理。

1．引风机变频器组成部分

HARSVERT-A系列高压变频器由4部分组成：旁路柜、变压器柜、功率柜、控制柜。

2.引风机变频器内部结构

2.1旁路柜

里面有3个QS1、QS2、QS3隔离开关，其中QS1、QS2闭合，QS3断开后变频器处于变频状态，QS3闭合，QS1、QS2断开后，高压系统甩开变频处于工频运行。

2.2变压器柜

里面是一台移相变压器，原边Y形连接，副边采用延边三角形连接共，21副三相绕组，分别为功率柜内每台功率单元供电，它们被分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有7副三相小绕组。从旁路柜QS1隔离刀闸过来的6.3KV高压电经过变压器柜内的移相变压器变换成490V电压。

2.3功率柜

里面由21个功率单元，每相由7个功率单元相串联并组成Y形连接，通过旁路柜内的QS2刀闸驱动电机。功率单元为基本的交-直-交单相逆变电路，如图二所示整流侧由VD1～VD6二极管组成三相桥式全波整流电路将三相交流电整流成直流电，通过滤波电路滤去电压波纹，最后通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。

2.4控制柜

控制柜主要是由控制器、人机操作界面和PLC共同构成。控制器、PLC以及变压器柜内的温度传感器通过光纤通讯技术与嵌入式人机界面相互通信。

3.变频器的工作原理

HARSVERT-A系列高压变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

4.引风机变频器的常见故障及处理方法

根据工控机上的故障信息，可以采用下面的方法进行分析处理：

4.1单元过电压

首先我们检查高压电源正向波动是否超过额定电压的115％；如果是减速时过电压，主要原因为减速时间过短、负载回馈能量过大未能及时被释放。若电机驱动惯性较大的负载时，当变频器频率（即电机的同步转速）下降时电机的实际转速可能大于同步转速，这时电机处于发电状态，此部分能量将通过变频器的逆变电路返回到直流回路，从而使变频器出现过压，可以适当加大变频器的减速时间设定值；检查接线螺栓是否松动和打火、单元控制板是否损坏。

4.2单元过流

变频器显示过流，出现这种显示时，如果是启动时过电流适当增加变频调速系统的加速时间设定值；检查功率单元输出U V端子是否短路；检查负载是否存在机械故障；电机绝缘是否完好。

4.3单元过热

检查环境温度是否超过允许值；单元风机是否正常工作，进风口和出风口是否畅通；装置是否长时间过载运行。现场处理时先判断变频器是否确实存在温度过高情况，如果温度过高可先按以上原因排除故障；若变频器温度正常情况下出现过热报警，最后检查功率单元控制板和温度继电器是否正常。

4.4无法调整运行频率

如果外部模拟电位器无法调节变频器的频率，检查变频系统控制是否处于就地控制，频率给定为计算机给定方式。如果是工控机无法调节变频器的频率，检查变频系统是否处于远程控制，频率由模拟给定方式给定。另外，林电引风机变频为开环运行模式，如果运行改为闭环运行模式，则变频器运行由PID调节器输出，我们用户不能直接给定，通过调节模拟电位器或工控机界面设定的只是频率的期望值。

4.5变频器人机界面显示高压未就绪

出现这种状况时表现出来的现象是变频器没有启动，变频器顶上的冷却风扇停止转动，人机界面显示高压未就绪，首先我们合QF0，断开QS1、QS2、QS3先确定一次高压部分有没有问题，用高压验电器检查QS1刀闸上口是否带电，经检查带电，然后目标锁定在变频器内，检查旁路柜QS2刀闸至变压器输出接线没有问题，在下面的检查发现故障原因为在变压器二次侧FU2熔断器熔断，造成K0继电器线圈没有带电，K0继电器常开接点没有闭合，人机界面显示高压未就绪。

5.结束语

随着变频器应用范围的不断扩大，变频器在使用中出现的问题大致相似，作为使用者我们应该熟悉变频可能出现的故障和处理的方法，给电厂安全经济运行提供安全的保障。　[科]

【参考文献】

高压变频器范文第2篇

【关键词】高压变频器；电厂；应用分析；起动装置

由于当前我国的社会经济发展快速，各行各业的市场竞争趋势也越来越激烈，加上电力市场行业的改革进程不断推进与发展，以及政府出台的各类电厂电网分开、竞价上网等相应政策，如何提高电力企业的经营利润及企业效益是当前首要解决的问题。

1 高压变频器及其在电厂中的运用方式

1.1 高压变频器概述

为了提升电力企业的经营效益，必须先降低电厂的用电率及其发电成本，以便提升电力企业的自身综合实力与竞争实力、经济效益。而高压交流变频调速技术可以有效的对交流电动机实现变频调速，此技术主要是由1990年代开始崛起的，通过应用高压交流变频调速技术，可以有效、快速的对电力企业设备实现高技能、高效化、高节能化、高精确度、高范围化的调速，从而为用户提供完善、全面的电力电子保护功能。此外，高压变频器不仅具备运行的安全性、可靠性与稳定性，而且为用户提供了全面、便捷化的服务，现已成为电力企业开展电机节能化进程的首选装置。

由于高压变频器并不单单只有一种，其类别较多，而且随着我国市场经济的不断发展，对电厂的要求也越来越高，通过加大力度将高压变频器应用于电厂管理、控制与生产等各方面之中，可以有效的提高电厂的经营效益。当前，我国电厂中所使用的高压变频器主要为相互串联式的交-直-交高压变频器，此种高压变频器主要包括三大部分：变频器的控制系统、输入移箱式变压器以及功率单元这三大部分。

1.2 高压变频器在电厂中的运用方式

在电厂中，主要是将高压变频器运用于功率较高的电压辅机上，类似循环水泵、凝结水泵、引风机、送风机及灰浆泵等。由于各类设备不同，其相应的负载水平也各不相同。在高压变频器的应用过程中，通过结合其相应的设备负载水平，可以采取各种运用方式，包括：“一拖一”的方式、“一拖二”的方式等。

2 高压变频器在电厂中的具体应用分析

通过使用高压变频器来实现对电厂中水泵与风机的变频控制，调节水泵与风机运行、转速的依据即为相应高压变频器的实际压力与流量的变化，保障了电厂中设备运行的可靠性与稳定性，它对于减少相应发电厂的能源消耗与提升电厂企业的经营效益具有重要作用。现将其应用分析如下：

2.1 高压变频器在电厂中的控制应用

近几年来，我国的交流变频调速技术发展快速，尤其是矢量控制技术，在我国电厂的应用与推广中较为广泛，促使交流电力拖动技术更为完善，从而可以有效的实现将设备的调速范围拓宽，将其调速精度提高，在四象限做可逆运行活动并实现较快的动态响应。由此可见，通过使用高压变频器，可以促使电厂在运行过程中更加节约能源，并提高其各方面的精确度。

2.2 高压变频器在电厂中的节能应用

目前，在中国电源结构中，火电占74%，水电占25%，核电仅占1%左右，因此火电机组及其辅机设备的节能工作是非常重要的。火力发电厂中的各种动力设备中，风机水泵类负载占绝大部分。由于各电厂调峰力度的加大，这些设备的负荷变化范围很大，所以必须实时调节风机水泵的流量。通过将高压变频器应用于电厂的节能环节中，可以有效、明显的实现其节能作用。

2.3 高压变频器在电厂中的风机、水泵改造应用分析

2.3.1 变频器在电厂中的风机、水泵改造应用分析

现将高压变频器安装于电厂中的风机、水泵配置的电动机处，针对对其展开的变频节能改造进行分析。

（1）本机控制时通过高压变频器控制柜上触摸屏可就地人工启动、停止高压变频器，可以调整电机转速、频率。远程控制放在控制室，设有操作台和上位机，由配电工操作控制。通过上位机配电工可以随时了解设备的运行情况，通过操作台可实现对高压变频器进行简单的远方操作。配电工可以根据工况自由选定高压变频器“手动/自动”调速运行。

（2）系统要求控制的压力值由手操器给定（4～20mA电流信号），母管压力反馈信号经压力变送器检测后，再由DCS供给。压力比较和PID运算均由DCS完成，其变换出来信号作为变频器给定信号，确保管网的压力稳定在压力设定值上。同时，通过变频器的模拟量输出接口将管网压力、实际电压、电流、频率反馈到DCS监控系统上。

（3）风机水泵变频调速的节能原理

当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变风机水泵的性能曲线，使风机水泵的额定参数满足工艺要求，根据风机水泵的相似定律，变速前后流量、压力、功率与转速之间的关系为：

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=（N1/N2）?

P1/P2=（N1/N2）?

Q1、H1、P1—风机水泵在N1转速时的流量、压力、功率

高压变频器范文第3篇

Abstract： In order to reduce malfunctions and maintenance time and prolong the service life of boiler induced draft fan motor， Hebei Lingda Environment-friendly Power Plant reforms the high-voltage frequency converter of boiler induced draft fan. This paper introduces the necessity and implementation programmes of high-voltage frequency conversion， and describes the effect of high-voltage frequency conversion reform， which is of guiding significance for high-voltage frequency converters in similar situations.

关键词： 高压变频器；引风机；改造方案

Key words： high-voltage frequency converter；induced draft fan；improvement plan

中图分类号：TN77 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0053-02

1 设备概况

目前我公司引风机电机规格为250KW 10000V YKK-450-2型.变频器采用DFCVERT-MV高压大功率变频器，自投运以来出现运行不稳定，故障率较高的状况，故障类型主要分为控制系统故障和硬件系统故障两类，控制系统方面主要有“单元系统通讯故障”，硬件方面主要有“单元缺相故障，旁通运行”、“单元直流过压”、“单元直流欠压”“单元系统通讯故障”由于是单机运行风险比较大，因此对变频器运行的可靠性要求非常高，在此基础上进行改造。

2 主控系统改造

2.1 改造目的

现有功率单元控制板故障率较高，经常出现单元直流过压问题就是控制板设置的保护定值漂移所致，究其原因是因为板件设置的电位器工作不稳定，且没有功率单元测温功能，当冷却风扇停运后跳高压开关，稳定性较差。

2.2 改造方案

2.2.1 更换硬件：主控板、光纤。

2.2.2 升级软件：PLC软件、触摸屏、功率单元控制程序、296升级到7058配套软件，功率单元控制板和触摸屏修改软件程序。

2.2.3 实施方案

①现有主控系统设备，包括主板及端子板、光通子板及母板、光纤拆除。

②升级现有功率单元控制板程序为122控制板。

③将原连接功率单元和光通子板的光纤，由一对一改接同级三单元串联后连接主控板方式。

④根据硬件的变更，连接相应的二次连接线。

⑤对PLC软件、触摸屏、功率单元控制程序进行升级，并将主板程序由296升级到7058配套软件。

2.3 改造前后效果对比

2.3.1 技术参数对比，如表1。

2.3.2 逻辑功能对比，如表2。

3 瞬时停电再启动改造

3.1 改造目的

瞬停功能是指在主电源发生短时失电后，变频器能够不停机，当电源恢复时重新投入工作的功能，瞬停功能能够满足系统3～10秒的失电。

3.2 改造方案

①增加硬件：输出PT、输入变压器、瞬停板、PLC扩展模块；

②更新软件：瞬停板配套软件；

③实施方案：

1）当系统主电源消失后，瞬停检测板通过输入PT在10ms内检测到高压失电，使变频器进入瞬停状态。2）当系统主电源重新来到时，瞬停板检测到高压信号后，使主控进入来电状态，主控开始通过瞬停板检测电机残压信号，并用适当的电压和频率重新带动电机恢复到停电之前的状态。3）系统示意图：

3.3 改造前后效果对比

先前由于系统故障或厂用电系统方式切换时间超过100ms时，高压变频器跳高压开关，引起锅炉MFT停炉。改造后，可以实现高压断电不超过10s的情况下，高压变频器持续工作，自动跟踪系统电压和频率衰减情况，瞬停板检测电机残压信号，并用适当的电压和频率重新带动电机恢复到停电之前的状态。

4 软充电、低压调试改造

4.1 改造目的

软充电技术是将原有的功率单元高压分布充电改为集中低压充电，大大改善高压上电过程中对功率单元内部元器件的冲击，降低了功率单元的故障率。

并可以实现低压调试：在变频器故障切至工频工况下，可以将变频器切至低压调试模式，对变频器进行故障处理，并上电进行调试，确定故障排除后，再将电机切至变频运行，大大降低了故障处理时间。

4.2 改造方案

①增加硬件：两组充电电阻（1欧、10欧各一组）、一个开关、两个接触器、配套电缆；

②实施方案：将所增加的硬件统一安装在柜顶，改造示意图如图2。

4.3 改造前后效果对比

现有变频器主电源上电是直接加在移相变压器和变频器功率单元上的，对功率单元内部整流元件、IGBT和逆变元件均有很大的冲击，导致降低元器件的使用寿命，增大故障率。改造后采用软充电方式，可大大减缓对单元内部各元件的冲击，提高各元件的使用寿命和降低故障率。

低压调试模式一改原来变频器需要停运后才能故障检测的模式，在变频工频运行状态下，采用软充电电压对变频器模拟上电，对设备进行检查并通电试验，提高设备的故障检测效率。

5 工变自动切换改造

5.1 改造目的

工变切换是指在变频器发生故障后，自动切换到工频运行，在变频器具备运行条件后，自动从工频切换为变频的功能，可以大大减少故障切换时间。

5.2 改造方案

①增加硬件：两个旁通柜（内部配置：一台高压真空断路器、两台高压接触器、一台过电压吸收器、PT、配套电缆）。

②实施方案：变切工：正常运行时，QF1和KM1合，QF2断开，当出现重故障或者人工给切换指令时，变频器断开QF1和KM1，经过电机去磁时间后合上QF2，电机进入工频运行状态。工切变：人工给出切换指令，变频器先合上QF1，变频器进入预充电状态，变频器就绪以后自动运行并断开QF2，当确认QF2断开后合KM1，变频器检测电机的状态，并以检测到的转速开始将电机带回50Hz。改造后的系统图如图3。

不必停机检修，从而满足重要过程控制场合的实际需求。

6 结束语

经过变频改造以后，节能效果非常明显，而且启动频率低，转速低，电流小且平稳。实现了软启动，避免了以前用工频启动时的大电流大转矩对电机、电缆、开关及机械设备的冲击。不仅延长了电机等设备的寿命，也减轻了轴承的磨损，提高了安全供电的可靠性。

参考文献：

[1]刘志强，刘春晓，刘世雄.高压变频器在电厂锅炉风机上的应用[J].神华科技，2010（03）.

[2]陈建行，刘茂山.高压变频器在寿光金太阳热电厂辅机节能改造中的应用[J].变频器世界，2010（12）.

[3]唐立滇.高压变频器在火力发电厂300MW机组引风机上的应用[J].变频器世界，2008（05）.

高压变频器范文第4篇

广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称韶钢)位于韶关市南郊，占地面积8320m2。韶钢是中国500家最大工业企业和国家512家重点企业之一，世界100家大型钢铁企业排行第95位，具有年产钢160万吨以上能力。炼铁厂是韶钢的一个主体生产厂，负责公司所需铁水和铁块冶炼。炼铁厂现有6座高炉，总炉容2405m3，年产生铁230万吨。

高炉冶炼铁水过程中产生大量的熔渣，通常是用大流量的中压水将其降温并冲散，同时输送到水渣池回收，作为炼铁生产的副产品。高炉生产是不间断的，一般情况下每天出铁15次，在高炉出铁前、后各放一次渣，两次出渣时间约30min，在此时间内要求水冲渣系统的水泵满负荷工作，其余时间水泵只需保持约30%水流量防止管道堵塞即可。我厂4#-高炉使用ZGB-300型冲渣泵，机组有关数据如附表

原系统运行时，起动前管道进出水阀门关闭，起动后阀门开度约90%，机组全速运行，电网电压6300V，电机运行电流33A，功率因数81.6%，耗电功率294kW。不需冲渣水时通过调节阀门在30%来调节水流量(此时电机电流25A)，耗电功率214kW，一方面导致大量的节能损失，另一方面频繁操作阀门，致使其使用寿命大大降低，增加了停产更换阀门的时间，为此我厂决定对4#高炉冲渣泵进行改造。

2系统方案选择

在选择调速方案时，我们曾从节省投资出发考虑过使用调速型液力偶合器，但由于需将原机组的混凝土基础全部打掉重新捣制，工作量大、施工周期长，将影响正常生产，为此决定采用高压变频调速器。

面对当今国内外的众多高压变频产品，2001年初，我们组织专业人员对国内外高电压、大功率的变频器这一新技术进行了全面慎重的考察论证，最后决定采用国产高电压、大功率变频调速装置，原因如下:

(1)目前国产高压大功率变频器已具备和国外产品相抗衡的技术水平;

(2)更符合中国国情，如:变频器性能更适合国内电网状况、全中文操作界面等;

(3)产品备件采购方便;

(4)售后服务及时、周到;

(5)性价比高于国外同类产品。

通过招标形式，我公司选用了国内实力雄厚的成都佳灵电气制造有限公司生产的JCS-6kV/400kWIGBT直接串联高压变频器。

3佳灵IGBT直接串联高压变频器原理及特点

目前，低压变频调速技术已比较成熟，但在高压变频调速技术方面，由于变频器的核心功率器件耐压有限，所以高压变频器并不象低压变频器一样具有简单统一的拓扑结构，从而产生了当今各种各样的结构。

佳灵高压变频器由于解决了IGBT直接串联这一世界性难题，使其具有和低压变频器一样简单的结构。该产品成功融入IGBT直接串联技术、正弦波技术、抗共模电压技术和直接速度控制(DSC)技术，使得产品具有与其它形式(单元串联多重化、中心点箝位三电平等)产品无法比拟的优越性，该产品已被列为“国家重点技术创新项目”。

图1可以看出:该系统由电网高压直接经高压断路器进入变频器，经过高压二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波，再经逆变器逆变，加上正弦波滤波器，简单易行地实现高压变频输出，直接供给高压电动机。其优点在于:

(1)整个系统没有输入输出变压器，体积小重量轻，仅为其他品牌体积的1/2，减少了基建投资，解决了我厂基建空间不足的实际情况。

(2)由于该变频器结构简单，无变压器，所以故障点大大减少，整个系统效率高，额定负载效率98%以上。

(3)采用正弦波技术，大大提高输出波形质量，输出电压谐波含量小于3%，特有的共模技术使整个系统的共模电压及输出du/dt值完全符合MGI的标准，消除了电机振动现象，减小了轴承和叶片的机械应力，不需更换我厂原有的旧电机，无需降容使用。

(4)采用用直接速度控制技术(DSC)，响应速度高于其它同类产品，转矩脉动小，低速仍能保持平滑静音运行。

(5)可实现工频旁路，检修方便，而且具有完善的系统保护功能。

4改造方案

由电机转速公式可知:

n=60f×(1-s)/p

其中:s—转差率

n—转子实际转数(r/min)

f—电流频率

p—电机的极对数

可见，只要改变电机的频率f，就可以实现电机的转速调节，高电压大功率变频器通过控制IGBT(绝缘栅双极型电力场效应管)的导通和关断，使输出频率连续可调。而且是随着频率的变化，输出电流、电压、功率都将发生变化，即负荷大时转速大，输出功率大，负荷小时转速小，输出功率也小。

由流体力学可知:

Q′=Q(n′/n)

H′=H(n′/n)2

P′=P(n′/n)3

当泵机低于额定转速时节电为

E=〔1-(n′/n)3〕×P×T(kWh)

式中:n—额定转速

n′—实际转速

P—额定转速时电机功率

T—工作时间

可见，通过变频改造，冲渣泵流量Q、压力H及轴功率P都将发生较大的改变，不但节能而且大大提高了设备运行性能。

以上公式为本厂提供了充分理论依据，我厂根据冲渣泵的实际特性对其进行了具体改造，冲渣泵在冲渣时工作在49.5Hz，在不冲渣时工作在25Hz，考虑到工艺对调速精度要求不是很高，本系统只采用开环控制并在高炉值班室操作，需冲渣时给调节系统一个“1”的信号，电机高速运行，不需冲渣时将此信号取消，电机低速运行，取得了很好的节能效果。

5改造后的系统实际运行状况

变频器到厂后，我厂技术人员同成都佳灵电气制造有限公司派出的技术人员一道，经过几天的安装，一次性调试成功。于2001年11月28日开始正式运行，现已累计运行18个月，经过反复多种测试各运行参数一直正常，变频器质量性能良好，安全可靠，各项指标均达到了设计要求:

(1)谐波抑制效果良好。电压谐波含量小于3%，符合IEEE519-1992和GB/T14549-93标准。

(2)各种保护功能完善。过流、过压、欠压、故障保护等功能可靠，并且考虑了外部电网的防雷击等多环节保护功能。

(3)各种指示功能完备。具有输入、输出电流和电压、运行频率、故障显示、运行状态指示等功能。

(4)操作简便。同普通的低压变频器的功能操作方式相似，功能设置和调整简单方便。

6节能量的验证及测试方法

(1)测量无变频调速时另一台机组在工频电压下运行的电压、电流、功率因数。

(2)测量有变频调速时机组在49.5Hz频率电压下运行变频器输入端的电压、电流、功率因数。

(3)测量有变频调速时机组在25Hz频率电压下运行变频器输入端的电压、电流、功率因数。

(4)测量仪表型号为:电压互感器:JDZJ-6;电压表:16L1-V;电流互感器:LZZB-1050/5;电流表:16L1-A;功率因数钳型表:HIOI-3266。

通过上述测量参数，根据P=1.73U·Icosφ计算得出P50=294kW、P49.5=214kW、P25=82kW。

7改造效益

(1)节能经济效益

机组49.5Hz运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP1=P50-P49.5=80kW

机组25Hz运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP2=214kW-P25=132kW

年节电量:ΔW=(H1ΔP1+H2ΔP2)=365(7.5×80+16.5×132)=1013970kWh

(注:每年按365天计,H1:冲渣时间=15×30/60=7.5小时;H2:不冲渣时间=24-7.5=16.5小时)

经济效益:ΔW电价=1013970×0.56=567823元(注:韶钢厂工业电价0.56元/kWh)

(2)节约维修费用

因冲渣水含有大量的炉渣，原系统管道和阀门在含渣水的高速冲刷下，很短时间内管壁就会变薄、阀门密封损坏须重新更换，一般情况下每年需维修费用约15万元。经变频调速改造后，有一半时间内管道的水流速度降低，磨擦减少，管道和阀门的使用寿命大大延长，每年可降低维修费用约1/3，即5万元。

(3)实现电机软起动功能，延长了电机寿命，大大减少了冲渣泵故障发生率。

(4)提高了自动化水平，节约了大量工业用水。

由上述可知，综合经济效益每年可达60多万元，一年即可全部收回成本。

8结论

通过对冲渣泵系统的变频调速的技术改造，我厂使用了成都佳灵电气制造有限公司制造的IGBT直接串联高压变频器，经过较长时间的运行检验，证明该产品性能可靠、功能齐全、技术先进，说明国内自主开发的高压变频器在技术上已经处于世界先进水平。由于IGBT直接串联高压变频器无输入输出变压器、体积小、性价比高、综合性能好等方面均超过了国内外其它产品，是新一代高性能高压变频产品的代表，为高压变频调速技术在我厂内其它工序的技术改造提供了一条可行的途径，在高压变频改造领域具有极大的推广价值。

参考文献

高压变频器范文第5篇

[关键词]高压 变频器 过电压故障 危害 原因 解决

中图分类号：TD53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0063-01

正常情况下，直流母线电压为三相交流输入线电压的峰值。以AC700V输入电压等级的功率单元为例计算，直流母线电压1.414x700=989V。在过电压发生时，直流母线的储能电容电压将上升，当电压上升至一定的值时〔通常为正常值的10%-20%），高压变频器过电压保护动作。因此，对于变频器来说，有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏功率单元。

1.过电压故障的危害

高压变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压的主要危害表现在以下几方面。

1.1 对功率单元直流回路电解电容器的寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而高压变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在一定范围内，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。

1.2 对功率器件如整流桥、IGBT、SCR的寿命有直接影响，直流母线电压过高，功率器件的安全裕量减少。例如对AC700V输入电压等级的功率单元来说，其功率器件的额定耐压一般选定在DV1700V左右，考虑器件处在开关状态时dv/dt比较大，因此在直流母线电压过高时再叠加功率器件开关过程中产生的过电压，很有可能超过器件的额定耐压而造成器件击穿损坏。

1.3 对功率单元的控制板造成损坏。一般功率单元中控制板上的。DC/DC变换器需从直流母线取电，DC/DC变换器的输入电压也有一定的范围，直流母线电压过高，则变换器中开关管如MOSFET也会击穿。

2.引起过电压故障的原因

一般能引起中间直流回路真正过电压的原因主要来自以下两个方面。

2.1 来自电源输入侧的过电压

正常情况下电网电压的波动在额定电压的-10%―+10%以内，但是，在特殊情况下，电源电压正向波动可能过大。由于直流母线电压随着电源电压上升，所以当电压上升到保护值时，变频器会因过电压保护而跳闸。

2.2 来自负载侧的过电压

由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电动机处于实际在速比变频频率决定的同步转速高的状态时，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过各个功率单元逆变桥中的四个IGBT中的续流二极管回馈到功率单元的直流母线回路中。此时的逆变桥处于整流状态，如果功率单元中没有采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电解电容器的电压上升，达到保护值即会报出过电压故障而跳闸。

3.避免过电压故障的方法

根据以上针对高压变频器过电压带来的危害及几种可能的产生原因的分析，可以从以下四个方面来尽最大可能避免过电压故障的产生：一是避免电网过电压进入到变频器输入侧；二是避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内；三是提高过电压检测回路的抗干扰性；四是中间直流回路多余能量应及时处理。下面介绍主要的处理方式。

3.1 在电源榆入侧增加吸收装置，减少变频器榆入过电压因素

对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。

3.2 从变频器已设定的参数中寻找解决办法

在变频器中可设定的参数主要有两个：减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能逐渐释放；该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过电压情况下可减至的频率值，暂缓后再设定下一阶段变压器不过电压情况下可减至的频率值，即采用分段减速方式。

3.3 采用在中间直流回路上增加适当电容的方法

中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器#解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压保护能力的提高。

3.4 在条件允许的情况下适当降低功率单元输入电压

目前变频器功率单元整流侧采用的是不可控整流桥，电源电压高，中间直流回〖路电压也高，有些用户处电网电压长期处于最大正向波动值附近。电网电压越高则变频器中间直流回路电压也越高，对变频器承受过电压能力影响很大。可以在高压变频器内配置的移相整流变压器高压侧预留5%、 0分接头，一般出厂时移相变压器输入侧都默认接在0分接头处。在电压偏高时，可以将输入侧改接在+5%分接头上，这样可适当降低功率单元输入侧的电压，达到相对提高变频器过电压保护能力的目的。

3.5 增强过电压检测电路的可靠性和抗干扰性

前面提到过电压检测电路分为高压采样部分和低压隔离比较部分，因此提高整个电路的可靠性和抗干扰性要从以下两方面入手。

3.5.1 中间直流母线到电路板上的两根连接导线要采用双绞线，并且线长应尽量短，电路板检测回路的入口处要增加滤波电容；降压电阻应选用功率裕性好、温漂小的电阻。

3.5.2 低压部分要采用工业等级的基准源，采用高共模抑制比的光耦参数以提高光耦一、二次侧的抗干扰能力。

3.6 在输入增加逆变电路的方法

处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加可控整流电路，可以将多余的能量回馈给电网。但可控整流桥价格昂贵，技术复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。

3.7 采用增加泄放电阻的方法