水泵风机用高压变频柜设计

高压变频柜内主要对功率单元进行组合，通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，输出无须增加输出滤波器，就可满足输出电机电缆的长度很长，电机不需要降额使用。
高压变频柜使用注意事项：
1、高压变频柜正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，高压变频柜接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。高压变频柜与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。
2、振动和冲击。装有变频柜的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。
3、防止输入端过电压。高压变频柜电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使高压变频柜输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实高压变频柜的输入电压、单相还是三相和高压变频柜使用额定电压。特别是电源电压不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。
4、电气环境、物理环境 、环境温度。温度太高且温度变化较大时，高压变频柜内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。
5、腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。
6、工作温度。高压变频柜内部是大功率的电子元件，易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，控制在40℃以下。在控制箱中，高压变频柜的安装应严格遵守产品说明书中的安装要求，不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
7、防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和逆变，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳的，来屏蔽高压变频柜对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。
8、在高压变频柜中，一般都设有雷电吸收网络，主要防止瞬间的雷电侵入，使变频器损坏。但在实际工作中，特别是电源线架空引入情况下，单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区，这一问题尤为重要，如果电源是架空进线，在进线处装设变频避雷器(选件)，或按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做接地保护。如果电源是电缆引入，则应做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。实践表明，基本上能够有效解决雷击问题。

高压变频柜中变频器故障详细说明：
1、过流是变频器报警为频繁的现象，主要现象为重新启动时，一升速就跳闸，这是过流比较严重的现象，主要原因有：负载短路，机械部位有卡住，逆转变模块损坏，电动机的转矩过小等现象引起的过流报警。
2、过电压报警一般出现在停机的时候，主要原因是减速时间太短，或抑动电阻及制动单元有问题，这时先要搞清楚报警原因是什么，因为变频器在减速时，电动机转子绕线切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流扩大，使直流母线电压升高所致，这时需要调整工艺，工艺调整后回复正常。
3、欠压也是我们在使用中经常遇到的问题，主要是因为主回路电压太低，主要原因是整流桥某一路损坏或IGBT三路中有工作不正常，还有就是主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面而导致欠压。
4、过热的主要原因是设备周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热，这时要保持设备室内通风,或适当的降低室内的温度。
5、输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不急等，主要原因是因为模块出现故障了，驱动电流坏，电抗器坏了。
6、变频器跳动比较频率的故障之一琮有过载，平时看到过载现象，我们其实应该先分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载，一般来讲马达由于过载能力较强，只要变频器参数表的电机参数设置合适，一般不太会出现马达过载，而变频器本身由于过载能力较差，很容易出现过载报警，这时可以检没变频器输出电压。

高压变频柜的技术特点：
1、波形数字化直接合成自适应技术。高压变频波形产生部分是用单片FPGA经过一定算法得到离散化的频率和幅值均可控的三相波形数据，再和不同相位的三角载波相比较，产生波形数据信号控制同一相功率单元输出相同幅值和相位的基波电压，但串联各单元的载波之间互相错开一定电角度，实现多电平叠加波形，这样就大大提高了整体控制系统的可靠性。
2、低压整机调试功能。高压变频可以利用低压控制电源对高压变频进行功能试验，用户可以在没有高压电源或电机工频运行时在线调试和维修高压变频装置，这样就大大缩短了高压变频设备的调试和维修时间。
3、故障自动技术。高压变频在每次起动之前会自动对整个系统及每个功率单元进行在线测试，功率单元检测可以具体到每只IGBT的性能测试，这样就可以保证起动前整个装置处于完好状态，使各项准备工作较加有序；
4、功率单元采用抽屉式结构，便于更换、维护。高压变频功率柜上的功率单元与主回路之间的连接都是通过动静触头联接的，装拆时只需要将两根光纤取下即可操作，不用花大力气来拆装主回路的螺栓，并且所有主回路联接柜后，相对保证了人身安全。
5、在线投切功率单元。高压变频在正常运行的时候可以手动投入和旁路任意一个功率单元，这样因干扰误动作而旁路的功率单元可以再手动投入正常运行中去，而高压变频产生的故障现象大部分都是因干扰引起的，这项功能会大大提高高压变频的平均无故障工作时间，也就是提高了高压变频的可靠性。
6、功率单元直流电压在线测试功能。高压变频在高压带电的情况下会在线检测每个功率单元的直流母线电压并将测
量值显示在人机界面上，这样操作者能很直观的掌握每个功率单元主回路的工作状态，为进一步分析提供了有力的保证。
7、功率单元软旁路功能。高压变频在功率单元出现故障时采取机械旁路和电子旁路相结合的方式,**了功率单元自动旁路时的可靠性。
8、瞬时转矩控制功能。在负载有突变情况的工艺条件下，对负载出现突变的情况进行瞬时转矩控制从而使高压变频不会因过流或速断而跳机，提高设备运行的可靠性。
9、变频软起动控制技术。变频起动的起动电流小，对起动次数没有要求，起动完毕可无扰动切换到工频状态运行，起动过程无电流冲击。
10、电机旋转再起动控制技术，其技术特点是在电机失速旋转的情况下，高压变频能自动识别电机转速后无扰动投入，拖动电机到变频状态运行。

高压变频柜的产品特点：
1、高压供电：高压变频调速装置高压直接输入，高压直接输出，*输出升压变压器，设备占用面积小，适用于普通交流感应电机；
2、高率：高压变频调速装置效率高达96%以上；
3、高功率因数：高压变频调速装置功率因数可达到0.95以上；
4、无谐波输入：高压变频调速装置输入使用了移相多重化整流技术，电压电流谐波小，输入*增加谐波治理装置，不对电网产生污染；
5、无谐波输出：高压变频调速装置输出标准正弦波电流，电压电流谐波小，输出*增加谐波补偿装置，不增加电机的运转噪音、不产生附加应力；
6、高可靠性：高压变频调速装置具有故障自动旁路和高压掉电重起功能，确保出现故障电机不停机运行；
7、高稳定性：高压变频调速装置设计上遵循高压强制规范，高压主回路与控制回路之间光纤连接，可靠；
8、完善的保护和故障报警设计：高压变频调速装置设置有完备的系统保护功能和功率单元保护功能，各种保护动作后，能实现故障自动记录、事故记忆，故障记录能自动记录各种保护的动作类型、动作时间，可以帮助技术人员分析故障原因，并进行故障定位；
9、 高灵活性：高压变频调速装置通过PLC进行现场控制，可通过人机界面修改参数设置灵活改变控制方式，具有多种标准通信协议可方便与中控系统进行通信；
10、安装、调试、维护方便：功率单元按抽屉形式设计，功率单元与外接线采用接插件方式，*人工接线，具有良好的互换性，方便更换 。
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