高压变频器功率单元共36页文档

高压变频器功率单元输出电压摘要：I.引言A.介绍高压变频器B.说明高压变频器功率单元的重要性II.高压变频器功率单元的工作原理A.解释功率单元的作用B.说明功率单元如何实现高压输出C.介绍常见的功率单元类型III.高压变频器输出电压的计算A.解释输出电压的计算方法B.提供计算实例IV.高压变频器功率单元的个数选择A.介绍选择功率单元个数的方法B.提供个数选择的实例V.结论A.总结高压变频器功率单元输出电压的相关知识B.强调正确选择功率单元的重要性正文：高压变频器是电力系统中常见的一种设备，它主要用于调节高压电机的转速，从而实现节能和精确控制。

在高压变频器中，功率单元是一个关键的组成部分，它负责将输入的电压转换为所需的输出电压。

因此，了解高压变频器功率单元的输出电压对于正确选择和使用变频器至关重要。

高压变频器功率单元的工作原理是利用多个功率单元串联或并联，以实现高压输出。

串联时，电压相加；并联时，电流相加。

根据所需的输出电压和电流，可以选择合适的功率单元类型和个数。

常见的功率单元类型包括IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和GTO（门控可关断晶闸管）。

在计算高压变频器输出电压时，需要考虑功率单元的额定电压、串联或并联方式以及所需的输出电压。

例如，如果需要输出6kV电压，每个功率单元的额定电压为690V，那么可以选择10个功率单元串联（690V x 10 =6900V）。

选择高压变频器功率单元的个数时，需要根据所需的输出电压、电流和功率来确定。

一般来说，可以通过以下方法来选择功率单元的个数：1.计算所需的输出电压和电流，然后查找变频器产品目录，选择符合要求的功率单元。

2.根据变频器的额定电压和电流，计算所需的功率单元个数。

例如，如果变频器的额定电压为6kV，额定电流为300A，那么可以选择6个功率单元串联（6kV x 300A = 1800kW）。

总之，高压变频器功率单元的输出电压是一个关键参数，它直接影响到变频器的性能和可靠性。

高压变频器功率单元常见故障分析与维修摘要：高压变频器调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无级调速的优点，广泛应用于工业生产中。

文章笔者结合在现场的维修经验，对高压变频器功率单元常见硬件故障的维修方法、注意事项等做了详细的叙述。

关键词：高压变频器；功率单元；常见故障；维修1引言随着我国社会经济的高速发展，高压变频器在我国水泥、矿山、石化、电力等相关行业有了大量的应用，其所实现的软启动节能、变频节能等相关功能，有力提升和促进了电力生产节能降耗活动的能力和水平。

对于发电厂来说，耗能设备主要包括风机、泵等，这些设备的耗电量占比过去一直高达70%以上，非常需要高压变频器来进行优化和提升。

2高压变频器功率单元的技术原理高压功率单元主要由整流桥，电解电容，均压电阻，IGBT模块，旁路，温度继电器，单元控制板，驱动板组成。

①整流桥由二极管三相全桥进行不控全波整流，其作用是将移相变压器副边绕组输出的690V交流电转变成980V的直流电。

②电解电容具有滤波和储能的作用。

从移相变压器副边绕组输出的交流电是一个畸波电流，只有通过电解电容对其进行平滑滤波之后，才会得到较好的直流波形。

③均压电阻是为了保证同一功率单元内电解电容分压一致，通常在每一个电解电容的两端都并联一个均压电阻。

④IGBT模块作为大功率电子器件，其具有工作频率高、驱动功率小、开关能耗小等优点。

在一个功率单元里有两个IGBT模块，他们共同组成功率模块的逆变电路。

控制系统通过对两只IGBT模块开关时间的控制，来达到改变功率单元输出频率的目的，也是它将980V的直流电转成0-690V的交流电。

⑤旁路是在每个功率单元的输出端之间并联一个旁路电路，当某个功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。

从变频器系统类型上区分旁路，可以划分为两类，一类是同级旁路；一类是单模块旁路。

3高压变频器功率单元常见故障分析及维修3.1功率单元常见轻故障分析与维修3.1.1熔断器故障与维修当变频器人机界面上显示熔断器故障时，根据对应单元编号查找，用万用表检查对应单元的两只熔断器，出现熔断情况时应更换同规格熔断器，更换完成后送电进行故障复位，一般情况下可以恢复正常运行。

高压变频器功率单元常见故障分析与维修高压变频器在我国的电力能源、石油化工等行业得到了大力应用，极大的促进了这些行业生产效率的提高。

但是高压变频器在使用过程中，很容易出现各种的故障问题，比如出现过电压故障、熔断器故障等，影响着生产工作的正常开展，对这些故障的维修还需要花费极大的维修费用，不利于经济效益的提高。

因此，为了解决高压变频器常见的故障问题、提高经济效益，就必须要对高压变频器常见的故障问题进行分析总结，确保这些故障问题能够得到有效预防和解决。

本文分析了高压变频器功率单元常见的故障问题和维修措施，以供参考。

标签：高压变频器;功率单元;常见故障分析;维修1.油田高压变频器使用概况在我国的油田生产中广泛应用了高压变频器，不仅利用高压变频器对天然气等进行压缩，还利用高压变频器进行原油的输送。

我油田煤层气近几年给螺杆泵压缩机和往复式压缩机系统共安装了16套高压变频系统，极大地提高了煤层气压缩机组的安全性、经济性、可靠性。

高压变频器美中不足的是由于受大功率开关元件IGBT的耐压这一主要技术参数的影响，逆变工作无法直接的实现，所以当前应用的高压变频器大多是以单元串联脉宽调制叠波升压作为输出原理进行工作，煤层气压缩机高压变频器就是基于此种原理。

单元串联式高压变频器的核心部件是功率单元，这种功率单元也是承受高电压大电流冲击的部件，是该类型变频器的主要易损件之一。

对相应的故障在现场进行正确及时地维修处理，将会极大减少因设备故障影响生产的时间，有利于保障油田安全生产，提高油田生产的经济效益。

2.高压变频器功率单元常见故障问题分析与维修2.1功率单元常见轻故障分析与维修在日常使用中，高压变频器往往会在现场频繁出现熔断器故障、过电压故障、光纤故障等故障问题。

2.1.1熔断器故障问题的分析与维修当控制界面上显示熔断器出现故障时，工作人员应当根据对应的单元号来找到具体出现故障的熔断器，针对对应单元的两只熔断器，工作人员需要用万用表进行检查，及时找到出现故障的熔断器，并确定没有其它元件损坏的情况下利用相同规格的熔断器进行更换。

附录A（资料性附录）试验典型流程A．1 适用范围本标准适用于级联式高压变频器功率单元，基本参数可按表A.1确定：表A.1 级联式高压变频器功率单元基本参数序号参数项基本要求1额定输入电压690V(AC)2额定输出电压690V(AC)3冷却方式风冷4整流方式二极管不可控整流5逆变侧控制方式 PWM控制方式6功率单元等效开关频率 1.4kHz7单元输出电平数两电平A．2 试验准备a)功率单元外观应平整，无过电压、碳化痕迹；b)功率单元应由隔离变压器供电；c)试验开始前，应确认系统电气接线及测试仪器接线正确。

A．3 试验设备试验设备可按表A.2确定。

表A.2 试验设备序号 设备名称 基本要求1交流电子负载 输入电压：0～690V（单相），输出电压：0～380V（三相），容量：200kVA 2三相调压器 输入电压：0～380V，输出电压：0～1000V，容量：50kVA3三相隔离变压器 电压：690V，容量：50kVA4万用表 交流档：1500V及以上量程，直流档：1500V及以上量程5数字示波器 4通道6高压探头 2000V及以上测量量程7测温仪 温度成像仪（-20℃～150℃）8电流钳 量程500A9单相电抗器 3000V/400AA．4 保护功能试验a)试验接线：保护功能试验接线图参见图A.1。

380VAC/3P输入图A.1 保护功能试验接线图b)试验流程：1)检查并确认接线正确，对试验用控制单元电源通电；2)闭合电源侧开关K1，通过三相调压器给功率单元逐步升压至380V±10V时，观察功率单元控制板电源指示灯、通讯指示灯、试验用控制单元中直流母线电压显示是否正常。

如正常，继续下一步测试，否则终止测试，分析问题原因；3)分别拔下试验用控制单元两根光纤，当拔下R光纤时，试验用控制单元报光纤接收故障；对系统进行复位操作，再拔下T光纤，试验用控制单元报光纤发送故障。

如上述测试正常，继续下一步测试，否则终止测试，分析问题原因；4)对系统进行复位操作，通过调压器继续升压，记录升压过程中功率单元输入电压、直流母线电压、电容均压、试验用控制单元采样显示的直流母线电压，如果电压数据正常，升压至690V±10V，否则终止测试，分析问题原因；5)断开单相空气开关K2，试验用控制单元应报缺相故障，闭合空气开关，缺相故障自动恢复。