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高压变频器功率单元知识_索维电气

高压变频器功率单元知识

一、高压变频器功率单元基础知识 1.什么是功率单元 功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。 功率单元是构成高压变频器主回路的主要部分。 2..

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高压变频器功率单元知识

发布时间:2020-12-05 热度:

一、高压变频器功率单元基础知识
1.什么是功率单元
功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。
功率单元是构成高压变频器主回路的主要部分。
2.功率单元上主要电力电子器件简介
1)整流桥
其作用是整流(将交流变成直流)。我公司使用的整流桥内部封装形式有以下两种,封装内部有6只整流二极管,用在功率单元的三相输入端;封装内部有2只整流二极管,用在功率单元的三相输入端以及旁通回路中。
目前使用的可控硅品牌有:Semikron 、英飞凌、富士等;
使用的可控硅电压等级有:1400V、1800V;
例如:SKKH57/18E、SKKT210/14E。

高压变频器功率单元
3)电解电容
其作用是对整流桥整流后的直流进行滤波。
目前使用的电解电容品牌有:NICHICON(日本)、BHC(英国)、CDE(美国)。EPCOS(德国)
使用的电压等级有: 400V。
使用的容量有3300uF、6800uF、10000uF、12000uF。
4) IGBT
三、功率单元板件介绍
1.单元电源板
板件作用:
从功率单元直流母线上取电,输出24V直流电源供单元控制板使用。
板件接口:
输入接口:接功率单元正、负直流母线
输出接口:24VDC输出,接单元控制板
2.单元控制板
板件作用:
1)接收主控系统信号,给驱动板提供控制信号;
2)进行实时故障监测,向主控系统上报故障信息;
3)给单元驱动板供电。
板件接口:
1)光纤接口:与主控系统进行通信;
2)24V电源输入接口:与电源板连接;
3)驱动信号(Top1、Top2、/Lock)接口:与驱动板连接;
4)15V电源输出接口:与驱动板连接,为驱动板供电;
5)过压、欠压检测接口:与单元正负母线连接;
6)缺相检测接口:接熔断器辅助开关;
7)过热检测接口:接温度检测开关;
8)上电可控硅驱动信号接口:接上电可控硅门极;
9)旁通可控硅驱动信号接口:接旁通可控硅门极;
10)旁通OK信号检测接口:接旁通OK板。
3.单元驱动板
板件作用:
接收单元控制板的控制信号,为单元上的四路IGBT提供驱动信号,同时对驱动故障进行监测,上报单元控制板。
板件接口:
1)15V电源输入接口:接单元控制板;
2)输入信号(Top1、Top2、/Lock):接单元控制板;
3)输出信号(ERRout):接单元控制板;
4)输出信号(TOP1、BOT1、TOP2、BOT2路IGBT驱 动信号):分别接TOP1 、BOT1、TOP2、BOT2路IGBT的C、G、E极。
4.旁通OK板
板件作用:
在单元控制板发出旁通信号以后,对旁通回路进行检测,检测信号输入单元控制板。
板件接口:
输入接口:接旁通可控硅A、K极;
输出接口:接单元控制板。
第二部分 功率单元常见故障分析
现对功率单元部分的主要故障及其对策介绍如下:
一、单元驱动故障
(一)检测目的
防止单元在驱动电路有故障、IGBT有故障、外部短路或过流状态下工作,造成故障进一步扩大。
(二)故障原因及对策
★原因1:单元输出过流或单元外部出现短路情况。
对策:查看负载有无故障,参数设置是否合理。
★原因2:IGBT损坏。
对策:检查IGBT,更换损坏的器件。
★原因3:IGBT与单元驱动板之间的接线错误或者松动。
对策:检查接线,确保接线正确无误,牢固可靠。
★原因4:单元驱动板上的输入电源电压低于12V。
对策:检查测试单元控制板上的电源输出,做相应处理。
二、单元通信故障(下行通信故障)
(一)检测目的
当单元与主控之间不能正常进行通讯时,进行停机处理。
(二)故障原因及对策
★原因1:单元电源板故障导致无输出或输出电压低于22V。
对策:更换单元电源板。
★原因2:输入端熔断器全部损坏造成单元母线上没电。
对策:更换输入端熔断器。
★原因3:输入端整流桥损坏造成单元母线上没电。
对策:更换输入端整流桥。
★原因4:充电电阻损坏造成单元母线上没电,在系统上电时报单元通信故障。
对策:更换充电电阻。
★原因5:光纤传输故障。
对策:检查光纤,确保连接正确可靠,没有沾污,若损坏需更换新的光纤。
三、直流母线过压
(一)检测目的
防止功率单元直流母线上电压过高,造成元器件损坏。
(二)故障原因及对策
★原因1:电网电压过高,超出过压报警点。
对策:监视电网,确保电网的电压波动范围不超过报警点。
★原因2:降速过程中参数设置不合理。
对策:重新设置参数。
★原因3:负载侧有故障。
对策:检查负载,确认负载正常。
四、直流母线欠压
(一)检测目的
防止功率单元直流母线上电压过低,系统不能正常工作。
(二)故障原因及对策
★原因1:电网电压过低,出现暂降,低于欠压报警点。
对策:监视电网,确保电网的电压波动范围不低于报警点。
五、单元输入缺相
(一)检测目的
防止功率单元长期在缺相状态工作,导致对应位置的移相变压器次级绕组发热而损坏。
(二)故障原因及对策
★原因1:单元输出过流导致输入电流超过熔断器的正常工作值而熔断。
对策:查看负载有无故障,参数设置是否合理。
六、单元过热
(一)检测目的
防止IGBT的温度过高而损坏。
(二)故障原因及对策
★原因1:故障单元对应位置的滤网堵塞造成通风不畅,散热能力不够,从而使IGBT的温度逐渐上升直到报过热故障。
对策:更换或清洗滤网。
★ 原因2:单元柜上的风机故障,影响功率单元的散热,从而使IGBT的温度逐渐上升直到报过热故障。
对策:检查维修风机。
★ 原因3:温度开关上的输出信号线与单元控制板的连接端子松动,或未插好。
对策:检查并确认连接稳固。


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