离岛区400Hz中频电源负责将电网50Hz电能转换成400Hz电能。该电源设备装备在离岛电站、航空维修站、船用岸电箱内。离岛区电网容量小，电压波动频繁。设备需要承受输入电压在正负百分之十五范围内变化。以下分章节说明整机工作流程与部件配置。

一、三相交流输入与整流

电源输入端直接与三相380V母线连接。母线上安装塑壳断路器用于短路保护。断路器后串联三相共模电感。共模电感抑制差模干扰和浪涌电流。然后交流电进入三相桥式整流器。整流器由六只二极管模块组成。二极管模块反向耐压一千六百伏。整流输出电压为530V左右。该直流电压随输入电压变化而变化。输入频率范围设计为45Hz至65Hz。这样可以适配离岛区不一样的发电机组的输出。

二、直流母线滤波与均压

整流后的直流电压存在三百赫兹纹波。直流母线并联两组滤波电容。每组电容由六只6800微法电容串联。串联电容之间连接均压电阻。均压电阻平衡每只电容上的电压。直流母线还串联平波电感。平波电感与电容构成低通滤波器。滤波器截止频率低于三百赫兹。经过滤波后的直流母线电压纹波小于百分之二。母线正负极之间连接放电电阻。设备停机后放电电阻在两分钟内放完残电。

三、IGBT逆变与SPWM调制

逆变器采用三相全桥拓扑。六个IGBT模块安装在散热器上。^[1]散热器配两只轴流风机。DSP控制板生成六路SPWM脉冲。调制波频率设定为400Hz。载波频率设定为18kHz。同一桥臂上下管之间存在死区时间。死区时间设置为3微秒。死区避免上下管直通故障。SPWM脉冲经驱动板放大后驱动IGBT。驱动板同时检测饱和压降。发生短路时驱动板在十微秒内关断输出。逆变输出为高频脉冲电压。

四、中频变压器与滤波电抗

高频脉冲电压经过中频变压器隔离和变比调整。变压器初级为三角形连接。次级为星形连接。中性线引出供单相负载使用。变压器铁芯使用取向硅钢片。硅钢片厚度零点二毫米。铁芯设计磁密为1.2特斯拉。变压器工作在四百赫兹频率下。输出侧串联三相滤波电抗器。电抗器电感量为四十微亨利。电抗器将高频脉冲电流平滑为近似正弦波。输出波形的总谐波畸变率小于百分之三。

五、控制电路与反馈调节

控制电路由DSP芯片、模拟采样板和人机界面组成。DSP芯片型号为TMS320F28335。模拟采样板采集输出三相电压和电流。电压采样采用隔离运放。电流采样采用霍尔传感器。DSP内部运行电压外环和电流内环。电压外环保证负载变化时输出稳定。电流内环限制最大输出电流为额定值的百分之一百二十。PID参数根据离岛区负载特性进行整定。控制板输出故障继电器信号。故障类型包括输入过压、输入欠压、输出过流、机内过热。故障信息显示在触摸屏上。

六、离岛区环境防护措施

离岛区空气中含高浓度盐雾和霉菌。设备机柜采用冷轧钢板焊接。柜体表面喷涂环氧聚酯粉末涂料。涂料厚度大于六十微米。电缆进线孔安装填料函。散热出风口安装不锈钢网罩。机柜内加热器自动启动。加热器保持柜内温度高于环境露点。所有电路板喷涂三防漆。三防漆具备防潮、防盐雾、防霉菌性能。设备适合在环境温度负十度至五十度之间运行。

七、离岛区400Hz中频电源配置清单

离岛区400Hz中频电源的原理和配置以上文说明为准。山东运电气有限公司供应成套设备。设备价格根据容量和防护等级不一样的有差异。请查看网页上的电话联系销售人员进行实际报价。