HIVERT-Y(T)VF 高壓變頻器

 
  

啟動柜

當變頻器適配電機功率≥1800kW時，系統(tǒng)增配啟動柜。啟動柜可以有效抑制變壓器上電瞬間的激磁涌流，防止引起上級電源柜速斷保護裝置動作，還可以為單元直流電容預充電。

啟動柜中配置啟動電阻，可降低上電產(chǎn)生的沖擊電流。不同容量變頻器啟動電阻阻值及功率有所不同，預充電后，按照設定程序，通過真空接觸器短接電阻。

 

 變壓器

隔離變壓器為干式變壓器，采用強迫風冷：原邊為星形接法，與進線高壓直接相連或通過啟動柜相連；副邊繞組為延邊三角形接法，繞組間有固定的相位差，通過電抗器為功率單元提供電源。

變壓器配有溫控儀，控制系統(tǒng)通過溫控儀實時監(jiān)控變壓器繞組溫度：當變壓器繞組溫度較高時，系統(tǒng)發(fā)出輕故障報警并開啟變壓器底部風機；當溫度超過報警或跳閘設定值時，系統(tǒng)發(fā)出輕故障報警或跳閘信號。

 

功率單元

功率單元輸入端與電抗器相連后接變壓器二次線圈的三相低壓輸出。當變頻器適配電機功率小于1800kW時，功率單元增加緩沖環(huán)節(jié)，用以單元預充電限流及保護輸入側(cè)IGBT。

  

當變頻器適配電機功率超過或等于1800kW時，取消單元緩沖環(huán)節(jié)，由啟動柜實現(xiàn)單元預充電限流及保護輸入側(cè)IGBT功能，因此功率單元與電抗器直接相連。

 

HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品理論具備100%額定功率的能量回饋能力。功率單元利用IGBT進行同步整流：同步整流控制器實時檢測單元輸入電壓幅值及相位，通過控制整流側(cè)IGBT所產(chǎn)生的電壓與單元輸入電壓的相位差，從而控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向——單元電壓相位超前，功率單元將電能回饋給電網(wǎng)，反之電功率由電網(wǎng)注入功率單元。

電功率的大小及流向由單元電壓決定。就同步整流而言，整流側(cè)相當于一個穩(wěn)壓電源，相位差偏差通過矢量控制算法、PID調(diào)節(jié)生成。

 

控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由控制器、接口板和人機界面（包括柜門按鈕等）組成。

 

HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標下，電機定子電流分解成勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵磁電流不變，控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制了電機轉(zhuǎn)矩。電機轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實際運行中給定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流i_T*。經(jīng)過矢量變換將i_T*、i_M*與實際反饋回的勵磁電流i_M轉(zhuǎn)矩電流i_T相比較，經(jīng)過空間矢量控制，*終生成三相電壓驅(qū)動信號。

  

HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定（頻率給定）與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref；idref勵磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)需要進行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機和負載得出的經(jīng)驗值。

電機三相電流反饋ia、ic經(jīng)傳感器采樣，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進行Clarke變換，變換后輸出ialpha、ibeta；ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq；id、iq值與給定值iqref、idref求誤差，進行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref；Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta；Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機定子三相電壓Va、Vb、Vc值；三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM（脈寬調(diào)制）的比較值比較輸出PWM波形到逆變器從而驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。
 

  

 

變頻器額定容量	315-4500kW/315-16000kVA※
額定電壓	6kV/10kV（-20%～+15%）※
額定頻率	50Hz/60Hz（-10%～10%）※
調(diào)制技術	矢量控制加空間矢量控制技術
控制電源	380VAC，1-5kVA(依功率等級而定)
輸入功率因數(shù)	>0.96
效率	>0.96 變頻部分>98%
輸出頻率范圍	0Hz～120Hz※
頻率分辨率	0.01Hz(0Hz-80Hz)，0.02Hz(0Hz-120Hz)
瞬時過流保護	200% 立即保護（可根據(jù)用戶要求定制）
過載能力	120% 2分鐘；150% 3秒；
限流保護	10%-150%設定
模擬量輸入	兩路4～20mA
模擬量輸出	四路4～20mA
上位通訊	隔離RS485接口，ModBus RTU; Profibus DP; 工業(yè)以太網(wǎng)規(guī)約（可選）
加減速時間	5秒～1600秒（與負載相關）
開關量輸入輸出	12入/9出（輸出可擴展）
運行環(huán)境溫度	-5～+45℃※
貯存/運輸溫度	-40～+70℃※
冷卻方式	強迫風冷
環(huán)境濕度	<95%，不結(jié)露※
安裝海拔高度	<1000米，高于海拔1000米，每增加100米降額1%運行
粉塵	不導電、無腐蝕性，＜6.5mg/d ｍ３ ※
防護等級	IP30※
柜體顏色	PANTONE Cool Gray 1U ＆2915U（或根據(jù)用戶提供色標定制）

 

同步機變頻器規(guī)格表

 

同步機變頻器規(guī)格表

 

粉碎機、攪拌機、捏和機、壓碎機、松土器 、回轉(zhuǎn)爐、擠壓機 傳送帶、船舶驅(qū)動器、測試臺 滾軋機驅(qū)動器、礦石破碎機 高速壓縮機 往復式壓縮機 擠出機 用于電機的四象限運行        用于低頻高轉(zhuǎn)矩輸出或恒轉(zhuǎn)矩負載

HIVERT-Y(T)VF系列大功率高壓變頻器是北京合康億盛變頻科技股份有限公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的高壓交流同、異步電機調(diào)速驅(qū)動裝置。變頻器采用先進的功率單元串聯(lián)疊波技術、矢量控制技術、有源逆變能量回饋技術、新穎的全中文操作界面，可靠性高、性能優(yōu)越、操作簡便�？蓱�用于需要四象限運行、帶能量反饋、動態(tài)響應快、低速運行轉(zhuǎn)矩大等場合。

 

高質(zhì)量電源輸入

輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈¾­過移相，為功率單元提供電源，對6kV而言相當于36脈沖同步整流，消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波（尤其是低次諧波）的產(chǎn)生。變頻器引起的電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》對諧波含量的*嚴格要求，無需安裝輸入濾波器并保護周邊設備免受諧波干擾。

變頻器額定輸入功率因數(shù)大于0.96，無需功率因數(shù)補償電容；減少無功輸入，降低供電容量。

 

**的輸出性能

單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，6kV系列每相6個單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近**的正弦波，與其他形式的高壓大容量變頻器比較具有以下優(yōu)點：

• 無需輸入、輸出濾波裝置
• 可以驅(qū)動普通高壓同、異電動機，而不會增加電機溫升
• 電機電纜在壓降允許范圍內(nèi)無任何長度限制
• 可使主回路電機、電纜絕緣免受dv/dt應力的損傷
• 沒有諧波引起的脈動轉(zhuǎn)矩，可延長電機和機械設備使用壽命
• 電機不需因諧波而降額使用

 

友好的用戶界面

• HIVERT變頻器采用全中文LCD顯示，面板輕觸按鈕直接操作，更適合國人使用習慣
• 全中文文字表述，易學易用
• 大屏幕顯示，可對多組參數(shù)進行設置，沒有煩瑣的參數(shù)代碼號，參數(shù)設置準確、直觀、便捷
• 運行參數(shù)同屏顯示，運行參數(shù)一目了然
• 準確的故障記錄，可依次記錄多達十個歷史故障

 

其他特性

• 高可靠性，高效率，額定工況下，系統(tǒng)總效率高達96%以上，其中變頻部分效率大于98%
• 功率單元模塊化結(jié)構(gòu)，可以互換，維護簡單
• 功率單元光纖通訊控制，完全電氣隔離
• 內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可實現(xiàn)閉環(huán)運行
• 多種上位機通訊功能，隔離RS485接口，標配MODBUS RTU通訊規(guī)約；
• 可選PROFIBUS DP
• 具有本地、遠程、上位三種控制方式
• 全面的故障監(jiān)測電路、及時的故障報警保護和準確的故障記錄保存
• 結(jié)構(gòu)緊湊，整機尺寸小
• 可參照用戶要求，根據(jù)具體工況作特殊設計

控制原­理

HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標下，電機定子電流分解成勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵磁電流不變，控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制了電機轉(zhuǎn)矩。電機轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實際運行中給定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流IT。經(jīng)過矢量變換將IT、IM變換為電機三相給定電流Ia*、Ib*、Ic*，它們與電機運行電流相比較生成三相驅(qū)動信號。

HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定（頻率給定）ω與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref，idref勵磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)需要進行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機和負載得出的經(jīng)驗值，電機三相電流反饋ia、ic、ib（為ia與ic之和求反）經(jīng)傳感器采樣，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進行Clarke變換，變換后輸出ialpha、ibeta, ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq， id、iq值與給定值iqref、idref求誤差,進行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref, Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)­過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta，Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機定子三相電壓Va、Vb、Vc值，三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM（脈寬調(diào)制）的比較值比較輸出PWM波形到逆變器然后驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。

 

主電路圖

HIVERT-Y(T)VF系列高壓變頻器采用交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關元件為IGBT。由于IGBT耐壓所限，無法直接逆變輸出6KV、10KV，而因開關頻率高、均壓難度大等技術難題無法完成直接串聯(lián)。HIVERT變頻器采用功率單元串聯(lián)，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術，因而具有很高的可靠性。

 

 

電源疊加圖

單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，三相輸出Y接，得到可變頻三相高壓電源，6kV系列每相6個單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近**的正弦波驅(qū)動電機。下圖為6kV變頻器系列的電壓疊加示意圖。

 

 

功率單元

HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品具備100%定額功率的能量回饋能力。

功率單元利用IGBT進行同步整流，同步整流控制器實時檢測單元電網(wǎng)輸入電壓，利用鎖相控制技術得到電網(wǎng)輸入電壓相位，控制整流逆變開關管所構(gòu)成的相位與電網(wǎng)電壓的相位差，便可控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向。逆變相位超前，功率單元將電能回饋給電網(wǎng)，反之則電功率由電網(wǎng)注入功率單元。電功率大小與相位差成正比。電功率的大小及流向由單元電壓決定，就同步整流而言，整流側(cè)相當于一個穩(wěn)壓電源，與電功率大小及方向相對應的電網(wǎng)與逆變相位差由單元電壓與單元整定值之間的偏差通過PID調(diào)節(jié)生成。