hd9x系列变频器功率单元的装配测试
【】近年来，国内自主研发的高低压变频器已日趋完善。变频器以其显著的节能效益，高精确的调速精度，宽范围的调速范围，完善的电力电阻保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大用户的认可和市场的确认。而变频器的核心在于功率单元和控制柜，所以提高功率单元的实用性对于变频器的优化非常关键。本论文详细地介绍了HD9X系列变频器功率单元每个组成部分和装配过程。变频器功率单元装配完成后，再将功率单元连接好测试工装，进行可控制测试验证，例如功率单元温升测试，单元震荡试验，单元粉尘试验，单元辐射抗干扰测试，单元ESD、EFT、浪涌、NOISE测试等。最后，对变频器单元组装过程中所遇到的问题，提出合理的解决方案及测试问题的判断和更正。
目录
引言 1
一、HD9X系列变频器功率单元 2
（一）功率单元 2
（二）功率单元的主回路拓扑图 2
二、HD9X系列变频器功率单元的装配 3
（一）准备新的机壳 3
（二）安装IGBT和整流桥 3
(三) 安装母线电容吸收电阻板和热敏电阻 5
（四）安装单元母排和输入铜排及驱动板电源 7
（五）安装输出铜排和吸收电容 7
（六）安装旁路接触器和旁路板的电源线 8
（七）安装驱动板和旁路板 10
（八）连接信号线和电源线 10
（九）安装绝缘隔离板和侧盖板 12
（十）检查整理线缆，装盖板 12
（十一）安装熔丝，完成组装 13
三、功率单元的测试 14
（一）可靠性要求 14
（二）可靠性试验 14
（三）EMC测试 17
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
目前我国电机装机总容量已达4亿多kW，年耗电量达12000亿kWh，占全国总用电量的60%，占工业用电量的80%，其中风机、水泵、压缩机的装机总容量已超过2亿kW，年耗电量达8000亿kWh，占全国总用电量的40%左右。70%以上的风机、水泵、压缩机应调速运行，而至今只有约5%左右调速运行，这其中的能量损耗和硬启动对电网带来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的冲击之大可想而知。要想提高用电的高效节能，除了需对电机自身的不断改进，还需要变频器来对其进行控制和调节。变频器有着显著的节能效益，一方面，变频器能让电机进行软启动，进行高精确的调速精度，宽范围的调速范围，转动方向的控制将电机作用发挥到了极致；另一方面，变频器有着完善的电力电阻保护功能，易于实现的自动通信功能，以及工频和变频的来回切换，在保证生产不停歇的前提下大大提高了生产力。在近几年中，国内自主研发的变频器已经得到了广大用户的认可和市场的确认,而变频器的核心在于功率单元和控制柜，提高功率单元的实用性对于变频器的优化非常关键。本论文详细地介绍了HD9X系列变频器功率单元每个组成部分和装配过程。变频器功率单元装配完成后，再将功率单元连接好测试工装，进行可控制测试验证，例如功率单元温升测试，功率单元打噪声抗干扰测试，功率单元振荡测试，功率单元过流测试等。最后，对变频器单元组装过程中所遇到的问题，提出合理的解决方案及测试问题的判断和更正。本论文加入了大量的实图，更加清晰明了的展示了功率单元的各个设备和各个层次，还有关于测试方面的操作图，还有测试过程图等。在写作过程中运用了电器方面的知识，电子电气原理还有实践操作工具使用等知识为背景，方便读者理解和操作。
一、HD9X系列变频器功率单元
功率单元
变频器单元是高压串联型变频器的功率部分，通过三相输入，经过整流滤波逆变形成两相输出的交直交低压690V变频器，再经过多组串联，进而形成10KV 交流输出的高压变频器。功率单元通过功能软件FPGA来实现功能控制，主要包括通信、发波、自检、保护等功能。单元驱动板通过对光电信号的转换，通过光纤来接收上级指令实现单元的功能控制（包括旁路板直通和IGBT驱动信号）和发送单元状态信息来进行反馈。
功率单元的外观示意图，如图11所示。
图11 变频器功率单元
功率单元的主回路拓扑图，如图12所示
图12 功率单元主回路
功率单元中包含了许多的器件，首先电源R S T三相交流输入（其中用线引R S两相电源线到旁路板的电源插口）经过保险丝和铜排进入整流桥所对应的三相输入（每个输入铜排上独立引出一根线到单元驱动板对应的R S T电源插口），进行整流和滤波，其中一部分电储存于母线，另一部分再经过IGBT逆变，最终形成两相输出。
二、HD9X系列变频器功率单元的装配
（一）准备新的机壳
图21 单元机壳
新的机壳进行装配之前对应措施：
①先用扭力臂校紧散热器模块的螺丝，如图21所示
②再用风枪清理机壳内部，防止有金属杂物进入。
（二）安装IGBT和整流桥
1.涂硅脂（加速散热）
把IGBT和整流放置到涂硅脂的工装上，在其背部涂上硅脂，图22所示
图22 涂硅脂
2.将IGBT和整流桥安装到机壳的散热模块对应位置，注意IGBT有驱动板一端要朝向贴近机壳的一端
3.整流桥原理图23所示；参数如表21所示
图23整流桥原理图
反向重复峰值电压 指电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压，通常是反向击穿电压Urbo的2/3。
表21 整流桥参数表
项目
环境
数值
反向峰值电压
重复
非重复
1800V
1900V
输出电流
DC
200A
非重复激增电流（峰值）
50HZ半周期，Tj=45℃
60HZ半周期，Tj=45℃
2000A
2200A
结温Tj
***
40～150℃
隔离击穿电压
50HZ，t=60S, AC
3000V
正向压降
If=200A
Vf=1.45V
4.装上M6*15的螺丝，用扭力臂校紧，校准后后红笔在校准过的螺丝上做标记
5.连接好IGBT的驱动板信号线，图24所示
图24驱动信号线
6. IGBT原理图如25，器件参数如表22所示
由于线路电感的存在，所以在选择IGBT时要考虑1～2倍的电压裕量。
表22 IGBT参数表
项目
规格
目录
引言 1
一、HD9X系列变频器功率单元 2
（一）功率单元 2
（二）功率单元的主回路拓扑图 2
二、HD9X系列变频器功率单元的装配 3
（一）准备新的机壳 3
（二）安装IGBT和整流桥 3
(三) 安装母线电容吸收电阻板和热敏电阻 5
（四）安装单元母排和输入铜排及驱动板电源 7
（五）安装输出铜排和吸收电容 7
（六）安装旁路接触器和旁路板的电源线 8
（七）安装驱动板和旁路板 10
（八）连接信号线和电源线 10
（九）安装绝缘隔离板和侧盖板 12
（十）检查整理线缆，装盖板 12
（十一）安装熔丝，完成组装 13
三、功率单元的测试 14
（一）可靠性要求 14
（二）可靠性试验 14
（三）EMC测试 17
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
目前我国电机装机总容量已达4亿多kW，年耗电量达12000亿kWh，占全国总用电量的60%，占工业用电量的80%，其中风机、水泵、压缩机的装机总容量已超过2亿kW，年耗电量达8000亿kWh，占全国总用电量的40%左右。70%以上的风机、水泵、压缩机应调速运行，而至今只有约5%左右调速运行，这其中的能量损耗和硬启动对电网带来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的冲击之大可想而知。要想提高用电的高效节能，除了需对电机自身的不断改进，还需要变频器来对其进行控制和调节。变频器有着显著的节能效益，一方面，变频器能让电机进行软启动，进行高精确的调速精度，宽范围的调速范围，转动方向的控制将电机作用发挥到了极致；另一方面，变频器有着完善的电力电阻保护功能，易于实现的自动通信功能，以及工频和变频的来回切换，在保证生产不停歇的前提下大大提高了生产力。在近几年中，国内自主研发的变频器已经得到了广大用户的认可和市场的确认,而变频器的核心在于功率单元和控制柜，提高功率单元的实用性对于变频器的优化非常关键。本论文详细地介绍了HD9X系列变频器功率单元每个组成部分和装配过程。变频器功率单元装配完成后，再将功率单元连接好测试工装，进行可控制测试验证，例如功率单元温升测试，功率单元打噪声抗干扰测试，功率单元振荡测试，功率单元过流测试等。最后，对变频器单元组装过程中所遇到的问题，提出合理的解决方案及测试问题的判断和更正。本论文加入了大量的实图，更加清晰明了的展示了功率单元的各个设备和各个层次，还有关于测试方面的操作图，还有测试过程图等。在写作过程中运用了电器方面的知识，电子电气原理还有实践操作工具使用等知识为背景，方便读者理解和操作。
一、HD9X系列变频器功率单元
功率单元
变频器单元是高压串联型变频器的功率部分，通过三相输入，经过整流滤波逆变形成两相输出的交直交低压690V变频器，再经过多组串联，进而形成10KV 交流输出的高压变频器。功率单元通过功能软件FPGA来实现功能控制，主要包括通信、发波、自检、保护等功能。单元驱动板通过对光电信号的转换，通过光纤来接收上级指令实现单元的功能控制（包括旁路板直通和IGBT驱动信号）和发送单元状态信息来进行反馈。
功率单元的外观示意图，如图11所示。
图11 变频器功率单元
功率单元的主回路拓扑图，如图12所示
图12 功率单元主回路
功率单元中包含了许多的器件，首先电源R S T三相交流输入（其中用线引R S两相电源线到旁路板的电源插口）经过保险丝和铜排进入整流桥所对应的三相输入（每个输入铜排上独立引出一根线到单元驱动板对应的R S T电源插口），进行整流和滤波，其中一部分电储存于母线，另一部分再经过IGBT逆变，最终形成两相输出。
二、HD9X系列变频器功率单元的装配
（一）准备新的机壳
图21 单元机壳
新的机壳进行装配之前对应措施：
①先用扭力臂校紧散热器模块的螺丝，如图21所示
②再用风枪清理机壳内部，防止有金属杂物进入。
（二）安装IGBT和整流桥
1.涂硅脂（加速散热）
把IGBT和整流放置到涂硅脂的工装上，在其背部涂上硅脂，图22所示
图22 涂硅脂
2.将IGBT和整流桥安装到机壳的散热模块对应位置，注意IGBT有驱动板一端要朝向贴近机壳的一端
3.整流桥原理图23所示；参数如表21所示
图23整流桥原理图
反向重复峰值电压 指电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压，通常是反向击穿电压Urbo的2/3。
表21 整流桥参数表
项目
环境
数值
反向峰值电压
重复
非重复
1800V
1900V
输出电流
DC
200A
非重复激增电流（峰值）
50HZ半周期，Tj=45℃
60HZ半周期，Tj=45℃
2000A
2200A
结温Tj
***
40～150℃
隔离击穿电压
50HZ，t=60S, AC
3000V
正向压降
If=200A
Vf=1.45V
4.装上M6*15的螺丝，用扭力臂校紧，校准后后红笔在校准过的螺丝上做标记
5.连接好IGBT的驱动板信号线，图24所示
图24驱动信号线
6. IGBT原理图如25，器件参数如表22所示
由于线路电感的存在，所以在选择IGBT时要考虑1～2倍的电压裕量。
表22 IGBT参数表
项目
规格
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/894.html
