AMB-HVI系列高压变频器

AMB-HVI系列高压变频器是深圳市安邦信电子有限公司设计生产的模块串联多电平电压型高压变频器，是我公司研发设计制造的脉宽调制变频器系列之一。该系列高压变频器主电路采用模块串联方式，通过将若干个独立的低压变频功率模块输出串联的方式实现高压直接输出。该系列高压变频器为“高-高”型变频器，高压直接输入，高压直接输出，不需要升压变压器。该系列高压变频器输入隔离变压器采用了移相变压器，使得输入波形接近正弦波，对电网谐波污染小；输出侧通过逆变器的PWM调制技术，输出为多电平，使得变频器的输出电压波形非常接近正弦波，无需输出滤波器，可直接接高压电机运行。◆火电行业

该行业是国内较早进行高压变频器改造的行业，也是目前国内最大的高压变频用户群，主要应用于电厂：

1 一次风机

2 锅炉引风机

3 锅炉送风机

4 排粉机

5 循环水泵

6 凝结水泵

◆钢铁行业

该行业风机、水泵类负载变频改造稍晚，但在轧钢设备上已经大量应用变频器，但主要以进口品牌为主，国产高压变频主要应用于炼钢线上的风机、水泵类负载：

1 高炉风机

2 烧结风机

3 排粉机

◆水泥行业

高压变频器在该行业应用刚刚开始，处于试用阶段,而该行业是国内典型的高耗能、高污染行业，并具有大量的高功率设备在运行，节能效果明显，主要用于以下设备：

1 高温风机

2 循环风机

3 窑头排风机

4 窑尾排风机

5 磨煤风机

◆石化行业

该行业比较特殊，同属高污染、高耗能行业，也是国家节能减排的重点，大量高压电机都需改造，具有较大的市场前景。

◆供水行业

该行业有一部分高压电机需改造，但根据其实际工艺和用量需求，节能改造数量不大.

该高压变频器为直接高－高结构，不需输出升压变压器，输出为单元串联移相式PWM方式，其主电路结构如图1所示。

该高压变频器具有运行稳定、调速范围广、输出波形正弦好、输入电流功率因数高、效率高等特点，对电网谐波污染小，总体谐波畸变THD小于4%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，功率因数高，不必采用功率因数补偿装置，输出波形好，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。

（图1 单元串联多电平变频系统主电路结构图）

功率单元  AMB-HVI系列高压变频器每相由六个的功率单元串联而成。各功率单元具有完全相同的结构，有互换性。每个功率单元为三相输入，单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，同时还包括驱动、保护、监测、通讯等组件组成的控制电路，其结构如图2所示。通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。每个功率单元额定输出电压为580V，串联后输出相电压3480V，线电压达到6kV。（图2  变频器功率单元图）

AMB-HVI系列高压变频器输出采用多电平移相式PWM技术，同一相的功率单元输出相同幅值和相位的基波电压，但各载波之间互相错开一定电角度，实现多电平PWM，使得输出电压非常接近正弦波。输出电压的每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，所以dv/dt很小，功率单元采用较低的开关频率，以降低开关损耗，但输出波形的等效开关频率可以达到单元开关频率的6倍，且输出电平数增加，输出相电压为13电平，线电压为25电平，电平数和等效开关频率的增加有利于改善输出波形，降低输出谐波，其输出波形如图3所示。

（图3 高压变频器的输出电压和电流波形） IGBT驱动原理  在AMB-HVI变频器的功率单元中，使用高性能、智能化的专用IGBT驱动模块对主控系统输出的PWM控制信号进行隔离、缓冲处理后，使弱电信号（TTL电平）能够驱动高压回路中的大功率IGBT器件，输出我们需要的SPWM电压。

驱动模块辅助功能还包括：对IGBT进行短路、过流、欠压监测和保护。当负载或功率单元一旦出现短路、过流、欠压等方面故障，驱动模块将故障信号上传到主控系统，主控系统的微处理器将根据故障类型进行辨别处理后，发出命令使驱动模块停止工作，禁止该功率单元的输出。与此同时主机中故障处理控制逻辑还会根据故障类型进行更进一步判断，以决定系统是否发生真正的故障，以便系统采取报警停机或继续运行，以保护变频器与配电系统的安全，不至于造成更大的故障和更大的经济损失。 输入变压器 AMB-HVI系列高压变频器的输入侧变压器采用移相式变压器，其电气原理图如图4所示。变压器原边绕组为6kV，副边共十八个绕组分为三相。每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o 、±15o 、±25o移相角度，每个绕组接一个功率单元，这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。因此，采用移相变压器进行隔离降压，使得输入侧功率因数在0.96以上，不会对电网造成超过国家标准的谐波干扰。

(图4 移相变压器电气原理图) (1)、系统一体化设计，包括输入干式隔离变压器，变频器等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。整套系统在出厂前进行整体测试。

(2)、输入符合并优于IEEE519~1992及GB/T14519~93标准对电压失真和电流失真最严格的要求。

(3)、变频器为高高结构，高压直接输出，不需输出升压变压器，输出为模块串联移相式PWM方式，输出相电压至少为2N+1，线电压至少为4N+1（N为每相串联模块数）。

(4)、在20~100%的负载变化情况内达到或超过0.96功率因数(无需功率因数补偿装置)。

(5)、无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形，对电机没有特殊的要求，可以使用普通异步电机，电机不必降额使用。具有软起动功能，没有电机启动冲击引起的电网电压下跌，可确保电机安全、长期运行。

(6)、变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%。可避免风机喘振现象。变频器有共振点频率跳跃功能。

(7)、变频装置对输出电缆长度无任何要求，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响。

(8)、变频器对电网电压波动有极强的适应能力，在±10%范围内变频器能满载工作，在30%的电压下降情况下变频器能继续运行而不跳闸(降载运行)，40%的电压下降可以短时运行，电网瞬时失电2S可满载运行不跳闸，轻载时时间更长。

(9)、变频器效率为96%。

(10)、功率模块采用模块化结构，可以互换，维护简单；功率模块自动旁路功能，进一步提高了运行的可靠性。

(11)、变频器功率模块和主控系统通讯采用光纤连接，具有很高的通信速率和抗干扰能力，安全性好。

(12)、控制系统采用全数字微机控制，有自诊断功能。

(13)、调速范围在0-100%连续可调，频率精度：0.5%，加/减速时间30-300秒 (根据负载情况可设定) ，临界速度可跳过(共3组，可任意设定)。

(14)、过载能力为120%，1min，满足泵类和风机类负荷要求。

(15)、采用中文显示和操作，直观、清楚，便于学习，容易掌握。触摸屏可随时显示变频器的工况、工作参数及故障类型和故障点，便于分析和查找。  AMB-HVI系列高压变频调速系统具有如下优点：

◆输入波形接近正弦波，对电网谐波污染小,无需考虑谐波抑制

◆输入功率因数高，在20～100%的负载范围内，功率因数≥0.96，无需功率因数补偿装置

◆提供正弦波输出波形，不需输出滤波器,对电机应无特殊要求

◆控制系统实现全数字控制，且控制系统和主电路通过光纤通讯进行联接，实现强弱电压完全隔离

◆变频器具备完善的故障自诊断，报警、参数显示和历史记录等功能，维修方便

◆应用成熟可靠的技术，结合多重化控制理论，由彼此相对独立的功率单元集成的AMB-HVI系列高压变频器可保证最大化的可靠性。

◆浪涌保护电路，防护瞬间过压对变频器的侵害。

AMB-HVI高压变频器系统，可承受100ms的时间失去电网电力，而高压变频器仍可以正常运行。

AMB-HVI系统高压变频器可以承受±10%的电网电压波动。

◆环境温度过高保护

AMB-HVI高压变频器系统内置多点温度检测电路，确保高压变频器在正常的温度环境内运行。

功率单元旁路功能某个功率单元出现了故障的情况下，可将故障功能单元旁路，在降低高压变频器承载能力的情况下使之继续运行。

◆工频旁路切换

通过工频旁路切换回路，可以构成双电源系统驱动电机。  项  目 规  范  AMB-HVI-V060 036 048 061 077 096 120 144 173 190 220 AMB-HVI-V100 036 046 058 072 092 104 115 130 144 182 额定容量（KVA） 375 500 630 800 1000 1250 1500 1800 2000 2250 630 800 1000 1250 1600 1800 2000 2250 2500 3150 额定功率

（KW） 315 400 500 630 800 1000 1250 1400 1600 2000 500 630 800 1000 1250 1400 1600 1800 2000 2500 每相单元数 6 9 输入频率 50Hz10% 输入电压 V060:6KV (±10%)             V100:10KV(±10%) 可掉时间 100ms 输入功率因数 额定负载时＞0。97<, /P> 效率 额定负载时＞96% 控制方式 多重化脉宽调制 输出频率 0 – 120Hz 频率分辨率 0.01HZ 过载能力 120%1分钟，150%立刻保护 模拟量输入 0 – 10V/4 – 20mA任意设定 模拟量输出 两路0 – 10V/4 – 20mA可选 开关量输入 16路开关量输出 开关量输出 16路开关量输入 上位通信 隔离RS485接口，MODBUS规约 冷却方式 强制风冷 环境温度 0℃ - 40℃ 环境湿度 ＜90%（无凝露） 海拔高度 ＜1000米（＞1000米需要降低容量使用） 防护等级 IP20