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视频是讲解变频器的装箱图纸，内容包括：定转子侧、预充电回路、Chopper回路、供电回路介绍。 装箱图纸  供电部分 重点部分： 远景自研变频器（以2.2的为例）柜包含以下三个柜子，站在正面从右向左依次为：1 号功率柜、2 号控制柜、3 号并网柜。 驱动柜主要包括：机侧和网侧PWM变换器的6个功率模块、网侧滤波电感、机侧du/dt滤波电感、1个用于冷却功率模块的散热风扇、1个用于冷却滤波器的风扇、Chopper；控制柜主要包括：网侧主接触器、开关和保护设备、继电器控制回路、网侧滤波器的过载保护装置；并网柜主要包括：690V/400V 变压器、断路器、定子接触器、不间断电源（UPS）、网侧滤波器。 变频器总的控制目标就是把发电机发出不同频率、幅值和相位的电流转换成满足电网要求的电能。 本文主要从变频器的工作模式、温控系统、功率部分、安全链、控制系统、典型故障六个部分介绍变频系统的知识。 工作模式 在变速恒频双馈发电机组运行过程中，定子绕组并网，转子绕组在变频器的控制下实现交流励磁，保证定子恒频恒压输出。 双馈电机的定子和转子电压都会产生旋转的磁场。当电网为50Hz 时，定子气隙磁场旋转速度为 1500 转/分钟（简称 rpm），此速度称为同步转速。即 50Hz 电网的同步转速为 1500rpm。 根据发电机转速与旋转磁场的关系，变频器可以分为三种工况： 1. 次同步转速(电机转速 < 1500 rpm) 当发电机转速低于同步转速时，变频器向转子提供正相序励磁，变频器向转子馈入能量。  同步转速时的功率流向 2. 超同步转速 (speed > 1500 rpm) 当发电机转速高于同步转速时，变频器向转子提供负相序励磁，能量由转子绕组流向变 频器。  超同步转速时的功率流向 3. 同步转速 (speed = 1500 rpm) 当发电机转速等于同步转速时，变频器向转子提供直流励磁，它们之间无能量交换。变 频器仅仅为电机提供直流励磁，相当于变频器作斩波器运行。 温控装置 功率电路中的 IGBT、电抗等在工作时会产生大量的热量，使其温度上升。为了保护这些器件免于过热而损坏，需要加装散热装置，例如风扇、散热器等。 同时，还要考虑当环境温度过冷或者湿度过高时，还要启动加热装置，加热机柜，使变频器工作在合适的温度范围之内。 变频器共有 3 个冷却风扇，一个位于 3 号柜背面，用于 2 号柜和 3 号柜的散热。还有两个位于 1 号柜背面，分别用于 IGBT 散热和网侧/机侧滤波电抗的散热。IGBT 散热风扇会根据IGBT 的温度间隙工作（图纸P406），而另外两个风扇在变频器运行期间持续工作。 变频器的三个柜子内都安装了加热器，在寒冷温度下对柜子进行加热（图纸P428、P140）。 除此之外，变频器 2 号柜内安装了加热毯，可以在低温和高湿环境下，保证控制电路板在合适的温湿度范围内工作。变频器 3 号柜内，在 IGBT 散热器上安装了加热电阻（图纸P406），可以在低温环境下，保证 IGBT 正常工作。 功率部分 预充电回路 用于在系统闭合主断之前给直流母线进行预充电，防止由于直流侧母线电压过低，在直接闭合主空开的瞬间损坏直流侧母线系统。（图纸P230）向直流母线上的支撑电容，即直流模块内的电容。 因为直流母线上有大电容存在。电容并联在电源两端的时候，当电源接通瞬间，电容两端的电压不会突变，而电容两端的电流会突变。刚接通电源瞬间，电容器两端相当于短路，会对电网及变流系统造成很大的冲击。  预充电回路 变频器上电，先由充电电阻对电容进行限流充电，抑制了最大充电电流，随着充电过程的延伸，模块的直流支撑电容上逐渐建立起充电电压，当预充电直流电压达到790V时，网侧变频器进行调制，建立稳定的直流母线电压，而后机侧变频器进行调制。 Chopper回路 当直流母线的电压高于设定电压（默认为 1200V）时，Chopper 的 IGBT 会启动，将直流电容上多余的能量通过 Chopper 电阻卸放。这种情况一般发生在低电压穿越时（Low Voltage Ride Through- LVRT）。（图纸P413） Chopper 模块主要由 IGBT 模块、散热器、IGBT 驱动板、Chopper 电阻、直流母排、电解电容、吸收电容、交流母排等组成。该功率模块安装于功率柜的顶部。  Chopper 部分的 IGBT 与功率模块所使用的 IGBT 基本相同。 Chopper 电阻采用的是不锈钢结构电阻，可以在短时间内吸收巨大的能量而不至于损坏。Chopper 电阻的设计温升是 350K，当 Chopper 模块动作后，电阻的温度最高可达 400°C。所以不要轻易触摸电阻片及电阻的侧板。 当有较大的电流通过 Chopper 电阻时，会发出清脆的铃声。 功率模块 功率柜共有 6 个功率模块。左面三个为网侧模块，右面三个为机侧模块。 每个功率模块在电气上相当于一个半桥电路，由两组全桥路组成的背靠背拓扑，可以实现能量从电网到发电机的双向流动。元主要由 IGBT 模块、IGBT 驱动电路板、散热器、薄膜电容、吸收电容、直流母排、交流母排等组成。  网侧滤波电路 为了减小网侧变流器对电网质量的影响，需要在电网和变频器之间添加滤波电路。该滤波回路由网侧滤波电抗、网侧共模滤波网络和网侧差模滤波网络组成。（图纸P404、P233） 机侧滤波电路 机侧滤波电路的功能是减少机侧的谐波，由机侧滤波电抗和机侧阻容滤波网络组成。（图纸P420） 安全链 将变频器急停按钮串入人工安全链反馈回路中（图纸P152），将过功率、CB过流节点串入机械安全链中（图纸P150），任一触点断开都会使风机紧急顺桨停机。 人工安全链控制回路的触点串入主断路器失压线圈回路中（图纸P70），当人工安全链断开，主断路器断开。 控制系统 控制电路由控制板（Main Control），驱动板（Driver IF），继电器板（Relay IF），模拟板 1（Analog IF 1）和模拟板 2（Analog IF 2）组成。  控制板作用 控制板是变频器的“大脑”。其主要功能有：负责控制算法的运行，相应地产生各种控制信号通过外围接口电路板对功率器件和开关进行控制；负责与风机控制器通讯，通过 CAN 接口接收风机控制器的指令，发送变频器的运行状态；与 PC 上位软件通过 RS422 接口通讯，可以实现变频器的调试和运行过程中的监控。 模拟板作用 模拟信号的反馈连接到两块模拟电路板：模拟板 1 和模拟板 2。它们对电流、电压等模拟信号进行调理并最终连接到控制板。 驱动板作用 驱动板输出 PWM 信号来控制网侧和机侧的 IGBT 功率器件，并反馈功率器件的故障状态和温度信号到控制板。 继电器板作用 继电器板控制外部数字量 IO，包括输出 0V 或者 24V 的控制信号来控制网侧开关、并网开关和其他需要数字量控制的继电器，同时将外部继电器或者开关的状态反馈到控制板。 典型故障 故障名称：第一类外部故障 故障逻辑：继电器板端子X1:18端子发出24V信号后，未能经过外部故障回路回到X1:19。 故障原理：第一类外部故障由多种硬件故障逻辑串接而成，其中第一组回路由预加热/预加载熔丝（230F5）,IGBT风扇开关（408F4）, 风扇电源空开（410QF2）,UPS电源空开（60QF2）,的反馈信号串联后通过274KA4，反馈给继电器板（WPI_Relay）端口X1：18,19；第二组回路由滤波器环境温度检测开关（64ST3）,网侧电抗器过温指示开关（404LE2）,机侧电抗器过温指示开关（420LE4），网侧主熔丝状态开关（230FQ2.0.1.2）的反馈信号串联后通过274KA6 , 反馈给继电器板（WPI_Relay）端口X1：18,19。如果在停机状态下出现此故障多数情况下是有开关未闭合，请检查以上提到的所有开关。如果是在工作状态下报出此故障，要检查伴随故障情况，以确定是否有开关由于过载跳开。之前有项目报过此类故障，是散热处出现问题，清理滤棉后恢复正常。 |
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