高壓變頻器在現場高壓風機節能改造中的應用

AMB-HVI系列高壓變頻器輸出采用多電平移相式PWM技術，同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓，但各載波之間互相錯開一定電角度，實現多電平PWM，使得輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓的每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小，所以dv/dt很小，功率單元采用較低的開關頻率，以降低開關損耗，但輸出波形的等效開關頻率可以達到單元開關頻率的6倍，且輸出電平數增加，輸出相電壓為13電平，線電壓為25電平，電平數和等效開關頻率的增加有利于改善輸出波形，降低輸出諧波，其輸出波形如圖3所示。

圖3高壓變頻器的輸出電壓和電流波形

2.2IGBT驅動原理

在AMB-HVI變頻器的功率單元中，使用高性能、智能化的專用IGBT驅動模塊對主控系統輸出的PWM控制信號進行隔離、緩沖處理后，使弱電信號（TTL電平）能夠驅動高壓回路中的大功率IGBT器件，輸出我們需要的SPWM電壓。

驅動模塊輔助功能還包括：對IGBT進行短路、過流、欠壓監測和保護。當負載或功率單元一旦出現短路、過流、欠壓等方面故障，驅動模塊將故障信號上傳到主控系統，主控系統的微處理器將根據故障類型進行辨別處理后，發出命令使驅動模塊停止工作，禁止該功率單元的輸出。與此同時主機中故障處理控制邏輯還會根據故障類型進行更進一步判斷，以決定系統是否發生真正的故障，以便系統采取報警停機或繼續運行，以保護變頻器與配電系統的安全，不至于造成更大的故障和更大的經濟損失。

2.3輸入變壓器

AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側變壓器采用移相式變壓器，其電氣原理圖如圖4所示。變壓器原邊繞組為6kV，副邊共十八個繞組分為三相。每個繞組為延邊三角形接法，分別有±5o、±15o、±25o移相角度，每個繞組接一個功率單元，這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此，采用移相變壓器進行隔離降壓，使得輸入側功率因數在0.96以上，不會對電網造成超過國家標準的諧波干擾。

圖4移相變壓器電氣原理圖

3 改造方案

考慮到變頻器退出運行后，為了不影響生產，確保系統正常工作，配置工頻旁路，當變頻器出現故障時，將電機投切到工頻下運行。整個系統由1臺高壓變頻柜、1臺控制柜、1臺變壓器柜、一臺旁路柜、一臺電機及一臺送風機組成，下圖為送風機變頻方案示意圖。

圖5送風機變頻方案示意圖