zinvert高压变频器的制造工艺及检测
目 录
绪 论 2
一、ZINVERT高压变频器组成及原理 3
（一）ZINVERT高压变频器的组成 3
（二） ZINVERT高压变频器的基本原理 4
二、ZINVERT高压变频器的制造工艺及流程 7
（一）ZINVERT高压变频器旁路柜制造工艺 7
（二）ZINVERT高压变频器变压器柜制造工艺 9
（三）ZINVERT高压变频器功率控制柜制造工艺 11
三、ZINVERT高压变频器的出厂检验 12
（一）ZINVERT高压变频器旁路柜体的检验 12
（二）ZINVERT高压变频器变压器柜体的检验 12
（三）ZINVERT高压变频器功率控制柜体的检验? 13
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
绪 论
变频技术的发展
变频技术是无线电技术中的一种，为了交流电机调速而诞生的。电力电子元器件的升级促使无线电技术的不断发展。起初,变频技术只是恒电压变频率。20世纪70年代开始,脉宽调制(PWM-VVVF)调速技术研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的眼球,并得出诸多优化模式。
脉宽调制(PWM-VVVF)调速变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,但是,这种控制方式在低频率输出时,由于输出电压较小,受定子电阻的影响,故造成输出最大转矩也随之减小。
ZINVERT高压变频器的组成及原理
（一）ZINV *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
ERT高压变频器的组成
ZINVERT高压变频调速系统的主体结构示意图见图1-1（以自动旁路柜、“一”字排列安装形式为例，产品改进后外观可能改变，恕不另行通知，此图仅供参考）。
图1-1 ZINVERT高压变频调速系统外形示意图
ZINVERT高压变频调速系统配置见表1-2
名称
数量
解释
变压器柜
1台
内装H级特种干式移相变压器
功率柜
1台
内装功率单元
控制柜
1台
内装控制器、PLC等核心控制系统
旁路柜
1套
可选件，有自动或手动多种方案
连接电缆
1套
仅含内部电缆
图1-2 ZINVERT系列高压变频调速系统配置
主要组件为：
旁路柜：在系统故障情况下将变频切换至工频电网，恢复改造前的运行模式，方便
检修与维护，执行旁路功能，根据用户要求、工艺需要具有手动、自动两
种方案选择。
变压器柜：装有H级移相整流变压器，实现高压电源的切分，降为相互独立的低压
电源，为各个功率单元体提供交流输入电压。
功率柜：装有多个功率单元体级串联式的逆变主回路，高压再生。
控制柜：实现系统控制、检测与保护及外部的接口功能。
功率单元体：完成整流、滤波、逆变交-直-交的过程，同时还包括功率器件驱
动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。
(二)ZINVERT高压变频器的原理
ZINVERT高压变频调速系统采用功率单元体级串联拓扑方式技术，解决了电力电子元器件耐压的问题，通过高压电源的切分，降为相互独立的低压电源降低输入侧谐波；主控制器采用双数字信号处理器（DSP）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD和FPGA）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。
1. 移相整流变压器
移相整流变压器副边绕组独立，并采用移相延边三角形接法，保证电网侧的功率因数保持在0.96以上。
2. 功率单元体原理
功率单元体主要由三相整流桥、滤波电容、IGBT、晶闸管、充放电电阻构成，同时还包括IGBT驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。其原理如图1-3 所示。单元输出电压如图1-4所示。
图1-3 电气原理图
图1-4 单元体输出PWM波形图
3. 功率单元体级串联
ZINVERT高压变频调速系统是由多个功率单元体经过串联而成。电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术，以如图1-5所示6kV每相六功率单元体级串联为例，每个功率单元体输出交流有效值Vo为577V，相电压达到3464V，线电压则为6000V，输出相电压PWM波形如图1-6所示，已很接近标准正弦波形。
图1-5 6kV每相六单元级串联 图1-6 输出相电压PWM波形
4. 控制系统
ZINVERT系列高压变频调速系统的主控制部分以双数字信号处理器（DSP）为控制核心，辅以超大规模集成电路可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）。人机界面由大屏幕汉化液晶显示器（LCD）、数码管显示（LED）和触摸按键组成。单元的控制部分以可编程逻辑器件（CPLD）为核心，配置专用的IGBT驱动和保护模块与输入电压、输出电流、直流电压、器件温度检测回路。主控制部分和单元控制部分的控制信号通过光纤进行信号传输，有效避免电磁干扰。
5. 掉电重启动
用户的高压电源由于母线切换、雷电等外部故障引起的电压瞬时掉电情况是可能出现的。ZINVERT高压变频调速系统专门设计了掉电再启动功能，在电压恢复正常后ZINVERT系列高压变频调速系统可在0.1～1.0秒内自行重启动高速旋转的电机，启动电流平滑无冲击，保证负载的持续稳定运行。
6. 工/变频旁路功能
当变频调速系统进行检修时，变频调速系统会切换到工频状态，不会影响生产。按照用户不同需求，具有手动旁路与自动旁路两种方式，具体实现方式有很多种，根据用户工艺、设备要求设计提供，下面以两种常见方式介绍其操作特点：
图1-8 手动旁路柜的接线原理 图1-9 自动旁路接线原理图
自动旁路：ZINVERT系列高压变频调速系统自动旁路接线原理如图1－9所示，用真空接触器取代刀闸，为保证检修时的安全也可在图1－9的基础上增加隔离刀闸，在检修时形成明显的断开点，保证设备及工作人员的安全。变频调速系统故障停机或需要进行检修时可自动分开接触器J1，接触器J2，闭合接触器J3切换至工频运行，电动机直接工频运行。
绪 论 2
一、ZINVERT高压变频器组成及原理 3
（一）ZINVERT高压变频器的组成 3
（二） ZINVERT高压变频器的基本原理 4
二、ZINVERT高压变频器的制造工艺及流程 7
（一）ZINVERT高压变频器旁路柜制造工艺 7
（二）ZINVERT高压变频器变压器柜制造工艺 9
（三）ZINVERT高压变频器功率控制柜制造工艺 11
三、ZINVERT高压变频器的出厂检验 12
（一）ZINVERT高压变频器旁路柜体的检验 12
（二）ZINVERT高压变频器变压器柜体的检验 12
（三）ZINVERT高压变频器功率控制柜体的检验? 13
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
绪 论
变频技术的发展
变频技术是无线电技术中的一种，为了交流电机调速而诞生的。电力电子元器件的升级促使无线电技术的不断发展。起初,变频技术只是恒电压变频率。20世纪70年代开始,脉宽调制(PWM-VVVF)调速技术研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的眼球,并得出诸多优化模式。
脉宽调制(PWM-VVVF)调速变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,但是,这种控制方式在低频率输出时,由于输出电压较小,受定子电阻的影响,故造成输出最大转矩也随之减小。
ZINVERT高压变频器的组成及原理
（一）ZINV *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
ERT高压变频器的组成
ZINVERT高压变频调速系统的主体结构示意图见图1-1（以自动旁路柜、“一”字排列安装形式为例，产品改进后外观可能改变，恕不另行通知，此图仅供参考）。
图1-1 ZINVERT高压变频调速系统外形示意图
ZINVERT高压变频调速系统配置见表1-2
名称
数量
解释
变压器柜
1台
内装H级特种干式移相变压器
功率柜
1台
内装功率单元
控制柜
1台
内装控制器、PLC等核心控制系统
旁路柜
1套
可选件，有自动或手动多种方案
连接电缆
1套
仅含内部电缆
图1-2 ZINVERT系列高压变频调速系统配置
主要组件为：
旁路柜：在系统故障情况下将变频切换至工频电网，恢复改造前的运行模式，方便
检修与维护，执行旁路功能，根据用户要求、工艺需要具有手动、自动两
种方案选择。
变压器柜：装有H级移相整流变压器，实现高压电源的切分，降为相互独立的低压
电源，为各个功率单元体提供交流输入电压。
功率柜：装有多个功率单元体级串联式的逆变主回路，高压再生。
控制柜：实现系统控制、检测与保护及外部的接口功能。
功率单元体：完成整流、滤波、逆变交-直-交的过程，同时还包括功率器件驱
动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。
(二)ZINVERT高压变频器的原理
ZINVERT高压变频调速系统采用功率单元体级串联拓扑方式技术，解决了电力电子元器件耐压的问题，通过高压电源的切分，降为相互独立的低压电源降低输入侧谐波；主控制器采用双数字信号处理器（DSP）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD和FPGA）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。
1. 移相整流变压器
移相整流变压器副边绕组独立，并采用移相延边三角形接法，保证电网侧的功率因数保持在0.96以上。
2. 功率单元体原理
功率单元体主要由三相整流桥、滤波电容、IGBT、晶闸管、充放电电阻构成，同时还包括IGBT驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。其原理如图1-3 所示。单元输出电压如图1-4所示。
图1-3 电气原理图
图1-4 单元体输出PWM波形图
3. 功率单元体级串联
ZINVERT高压变频调速系统是由多个功率单元体经过串联而成。电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术，以如图1-5所示6kV每相六功率单元体级串联为例，每个功率单元体输出交流有效值Vo为577V，相电压达到3464V，线电压则为6000V，输出相电压PWM波形如图1-6所示，已很接近标准正弦波形。
图1-5 6kV每相六单元级串联 图1-6 输出相电压PWM波形
4. 控制系统
ZINVERT系列高压变频调速系统的主控制部分以双数字信号处理器（DSP）为控制核心，辅以超大规模集成电路可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）。人机界面由大屏幕汉化液晶显示器（LCD）、数码管显示（LED）和触摸按键组成。单元的控制部分以可编程逻辑器件（CPLD）为核心，配置专用的IGBT驱动和保护模块与输入电压、输出电流、直流电压、器件温度检测回路。主控制部分和单元控制部分的控制信号通过光纤进行信号传输，有效避免电磁干扰。
5. 掉电重启动
用户的高压电源由于母线切换、雷电等外部故障引起的电压瞬时掉电情况是可能出现的。ZINVERT高压变频调速系统专门设计了掉电再启动功能，在电压恢复正常后ZINVERT系列高压变频调速系统可在0.1～1.0秒内自行重启动高速旋转的电机，启动电流平滑无冲击，保证负载的持续稳定运行。
6. 工/变频旁路功能
当变频调速系统进行检修时，变频调速系统会切换到工频状态，不会影响生产。按照用户不同需求，具有手动旁路与自动旁路两种方式，具体实现方式有很多种，根据用户工艺、设备要求设计提供，下面以两种常见方式介绍其操作特点：
图1-8 手动旁路柜的接线原理 图1-9 自动旁路接线原理图
自动旁路：ZINVERT系列高压变频调速系统自动旁路接线原理如图1－9所示，用真空接触器取代刀闸，为保证检修时的安全也可在图1－9的基础上增加隔离刀闸，在检修时形成明显的断开点，保证设备及工作人员的安全。变频调速系统故障停机或需要进行检修时可自动分开接触器J1，接触器J2，闭合接触器J3切换至工频运行，电动机直接工频运行。
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