1、 iii型變頻器介紹
iii型變頻器基本原理與ii型變頻器相同，採用直接高高變換的方式，多電平串聯倍壓的技術方案，優化的pwm控制演算法，實現優質的可變頻變壓（vvvf）的正弦電壓和正弦電流的輸出。
針對高壓變頻器不同的電壓等級（3kv/6kv/10kv）和功率大小，單元電壓以及數目會有所不同，但基本原理相同。
主要包括如下幾個部分：
（1）移相隔離變壓器
為功率單元提供電源的變壓器次級繞組在繞制時相互之間有一定的相位差，這樣既大大降低了輸入諧波電流，也使得功率因數在較高或滿載負荷時能達到95％以上。以3kv為例，圖1-1中的移相隔離變壓器採用18脈衝整流，輸入電流諧波滿足企業標準和ieee519的規定和要求。在實際製造時，脈衝整流數目還可以更多一些，例如採用30或36脈衝整流電路結構，當然，那樣將增加變壓器繞制工藝的難度。
（2）功率單元
單元的輸入電壓根據變頻器型號以及單元數目而定；圖1-1中每相有3個單元，3相共9單元，其中每個單元都完全一樣，可以互換使用，大大提高了系統維護性和批量生產性。
表1-1 功率單元參數列
圖1-1 sh-hvf系列3kv高壓變頻器主電路示意圖
圖1-2 功率單元示意圖
由圖1-2可知，乙個完整的功率單元主要由熔斷器、整流橋、電解電容、igbt、單元驅動板、旁路執行機構等幾個部分構成。 其中：
（1）熔斷器：主要起過流保護作用；
（2）整流橋：把三相交流整流成直流。
（3）電解電容：起儲存能量以及濾波平滑波形的作用；
（4）igbt：功率開關器件，通過控制igbt的開關得到所需的pwm波形(dc-ac 的逆變過程)；
（5）旁路執行機構：當某單元出現故障時，通過旁路執行機構可以把該故障單元從電氣上旁路掉，從而使得整台高壓變頻器仍然可以繼續工作；
（6）單元驅動板：負責和主控通訊，接受主控傳送的igbt的開關控制訊號並把故障資訊報告給主控（如過壓/欠壓/igbt 損壞/通訊異常等故障）；同時控制/驅動4個igbt的開關。
（1）硬體結構
主控系統在控制櫃內，由乙個機架和幾塊控制板組成主控盒，參見圖1-3。
圖1-3 主控盒硬體構成
主控部分的硬體構成如上圖1-3所示，由一塊底板，1塊取樣介面板、1塊取樣板、1塊主控板以及3塊光纖介面板，共7塊pcb板構成，各pcb板的說明如下：
（1）主控底板：底板主要給各子板提供連線線，上有16個96針插座，6塊子板分別通過插座與底板連線；從左至右分別為：取樣介面板、取樣板、4個備用插座、主控板以及3塊光纖介面板。
（2）取樣介面板：其功能是將三相電壓、電流模擬訊號及數字輸入輸出訊號隔離轉換。
（3）取樣板：將取樣介面板輸出訊號進行處理後輸入給主控板。
（4）主控板：該板是主控部分的核心，主控部分的主要功能幾乎均由該板控制以及實現。
（5）光纖介面板：3塊光纖介面板的原理圖相同，每塊板從上至下分別為a相/b相/c相，板上的主要器件為光電轉換模組。另外該板上還有波形取樣疊加電路，可以在實驗室很方便地用示波器觀察各相波形。
主控盒由乙個獨立的電源供電。控制的核心部分是主控板，主控板控制系統中每一塊板的工作，其上有快閃儲存器卡，在更換主控板的情況下可以將它從微機板上拆下來。快閃儲存器卡上包含所有的引數資訊以及變頻器的系統程式，所以可以更換主控板而無須對主控板重新程式設計。
sh-hvf系列高壓變頻器的主控部分處在plc 和單元之間，如下圖1-4 所示。
圖1-4 高壓變頻器控制部分結構示意圖
（2）主控部分負責的主要功能
（1）與plc 雙向通訊，從plc 接受諸如目標頻率/目標電壓等資訊；同時把故障資訊/當前頻率/當前電壓等反饋給plc。
（2）根據目標頻率，產生符合頻率/電壓/相位的各單元開關波形，並通過光纖傳送到各單元驅動板。
（3）從單元驅動板接收故障訊號並做出單元旁路等處理。
（4）與旁路控制板通訊，通知應被旁路的故障單元號。
（3）主控部分的工作過程
主控部分的邏輯功能主要由取樣介面板、取樣板、主控板、光纖介面板、主控底板來配合完成。其工作過程如下:
（1）使用者通過觸控螢幕或者遠端模擬訊號告訴plc所需的執行頻率（或者轉速）；
（2）主控板和plc通過串列埠通訊，得到當前的工作頻率和電壓；
（3）主控板根據需要的頻率和電壓實時生成所有單元的pwm 波形；
（4）主控板同時和所有單元驅動板通訊（通過光纖介面板上的收發光模組），把各單元的開關狀態發給各驅動板，同時獲得各單元的狀態；
（5）根據單元的故障情況（如果有），做出相應的處理，並把工作模式和故障情況報告給plc；
（6）和旁路控制板通訊，傳送旁路指令（如果有單元需要旁路），同時接收並檢查旁路執行機構的狀態以檢驗它們是否在要求的狀態下。
旁路系統硬體構成
圖1-5 旁路系統的硬體結構圖
如上圖1-5 所示，旁路部分硬體主要由旁路控制板、隔離驅動模組、旁路執行機構以及相關連線線構成：
（1）旁路控制板：通過光纖和主控通訊，接受當前需要旁路的單元編號，返回各單元旁路執行機構狀態。
（2）隔離驅動模組：起隔離和加強驅動能力的作用；
（3）旁路執行機構：完成把故障單元從主迴路裡旁路的任務。
旁路部分負責的主要功能
（1）與主控fpga板通過光纖雙向通訊，得知故障資訊並報告旁路執行機構目前狀態。
（2）根據故障資訊驅動旁路執行機構動作，把故障單元從主迴路中旁路出來。
2、 sh-hvf-iii 模擬平台原理圖
如圖所示，plc通過rs485線纜分別與主控箱、觸控螢幕進行通訊，plc輸入開關量訊號由外接按鈕或繼電器觸點產生，外部給定轉速訊號由4-20ma訊號工裝板產生，端子轉接板輸入電壓、電流取樣訊號由訊號發生器模擬產生。
3、 iii型變頻器主要功能介紹
功能描述：在觸控螢幕上設定預充電功能使能，按啟動按鈕，預充電接觸器合閘，先進行5s的預充電，觸控螢幕上預充電狀態顯示為『合』，如果期間沒有充電反饋訊號表明預充電失敗，停止啟動。當預充電功能沒有使能時，直接進行啟動過程。
預充電完成後k1合閘， 觸控螢幕顯示k1合，使用者側開關『允許合閘』。
功能描述：通過變頻啟動按鈕向plc輸入遠端啟動訊號，按啟動按鈕後，plc分別輸出風機、k1、k2合閘訊號，動作順序：啟動—風機合閘—(3s)k1合閘—(3s)k2合閘，此時「觸控螢幕-執行狀態」介面上，k1、k2及風機狀態顯示為『合』，變頻器狀態為『執行』狀態。
功能描述：在變頻執行過程中，通過變頻停止按鈕向plc輸入遠端停止訊號，按停止按鈕後，plc分別輸出風機、k1、k2分閘訊號，動作順序：k2分閘—(3s)k1分閘—(3s)風機分閘，繼電器動作後3秒復位，此時「觸控螢幕-執行狀態」介面上，k1、k2及風機狀態顯示為『分』，變頻器狀態為『停止』狀態。
功能描述：在變頻執行過程中，通過急停按鈕向plc輸入外部急停訊號，觸控螢幕顯示『急停操作』訊息，風機分閘同時k3分閘—(1s)k1分閘—(1s)k2分閘，觸控螢幕執行狀態介面顯示風機分，k3分，k1分，k2分，變頻就緒。
當設為手動工頻旁路時，人為觸發故障急停訊號後，一定時間後觸控螢幕顯示相應故障急停資訊，風機分閘同時k3分閘—(1s)k1分閘—(1s)k2分閘。「觸控螢幕》執行狀態」介面顯示：風機分，k3分，k1分，k2分，變頻故障。
當設為自動工頻旁路時，人為觸發故障急停訊號後，一定時間後觸控螢幕顯示相應故障急停資訊，風機分閘同時k3分閘—(1s)k1分閘—(1s)k2分閘同時k3合閘。「觸控螢幕》執行狀態」介面顯示：k3合，工頻狀態，變頻故障。
功能描述：在觸控螢幕上可分三段進行增減頻時間設定，頻率段在0-50hz範圍內，增/減頻速度可任意設定，設定完成後，變頻器將按照設定好的速度完成增減頻過程，預設的設定如下：
功能描述：在觸控螢幕執行狀態介面設定分別設定啟動頻率、停止頻率，變頻啟動後，觸控螢幕「引數設定》除錯引數》內部測試》封鎖反饋」介面顯示執行總封鎖igbt、啟動頻率以下封鎖置『1』，當執行頻率大於啟動頻率時，執行總封鎖igbt、啟動頻率以下封鎖置『0』，變頻器開始輸出波形。
執行頻率大於停止頻率時，按停止按鈕，執行頻率先降頻至停止頻率時，執行總封鎖igbt置『1』，變頻器停止輸出波形。
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