智光變頻產(chǎn)品技術(shù)簡(jiǎn)介(變頻培訓(xùn)講義)

1、ZINVERT 型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品介紹廣州智光電氣股份有限公司2008 年 8 月培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介2目 錄1ZINVERT 型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)介紹.32ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品原理簡(jiǎn)介.83ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品功能介紹.104產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標(biāo).155ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備配置情況.176主要元器件生產(chǎn)商.217設(shè)備冷卻方式說(shuō)明.228常見的高壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) .22培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介31ZINVERT 型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)介紹我公司研發(fā)生產(chǎn)的ZINVERT型智能高壓變頻

2、調(diào)速系統(tǒng)為直接高壓輸出電壓源型變頻器，它通過(guò)采用多級(jí)H橋功率單元箱級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)了高壓的完美波形輸出，無(wú)需升壓即可直接拖動(dòng)普通異步電動(dòng)機(jī)，無(wú)需加裝任何濾波器，諧波指標(biāo)嚴(yán)格符合IEC及國(guó)標(biāo)對(duì)電網(wǎng)諧波最為嚴(yán)酷的要求。相比而言，我司產(chǎn)品具有如下優(yōu)勢(shì)： 功率因數(shù)高、諧波污染小、體積小、效率高電壓源型直接高高變頻器，相對(duì)于電流源型高壓變頻器，具有功率因數(shù)高，無(wú)需濾波器等優(yōu)點(diǎn)。 抗電壓波動(dòng)能力更強(qiáng)，掉電自動(dòng)恢復(fù)功能ZINVERT變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓適應(yīng)范圍寬，網(wǎng)側(cè)電壓即使在65115Ue范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)裝置不會(huì)停機(jī)，在15%15%范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)在我方控制技術(shù)的支持下仍可帶額定負(fù)載持續(xù)運(yùn)行。電網(wǎng)電壓低于65額定

3、電壓后，裝置終止高壓輸出，但電壓恢復(fù)正常后可自動(dòng)無(wú)沖擊啟動(dòng)電機(jī)（可設(shè)定）至正常運(yùn)行狀態(tài)，不會(huì)影響連續(xù)生產(chǎn)。 專有核心“STT”技術(shù)，旋轉(zhuǎn)負(fù)載直接啟動(dòng)在智光公司在2004年攻克該技術(shù)之前的市場(chǎng)上的高壓變頻器均要求用戶在啟動(dòng)高壓變頻器前需保證負(fù)載轉(zhuǎn)速為0（靜止或接近靜止）。在智光在2004年推出時(shí)市場(chǎng)上的所有高壓變頻器產(chǎn)品均無(wú)此功能（當(dāng)然由于此功能一面世就使用戶認(rèn)識(shí)到此功能對(duì)提高高壓變頻器可靠性的巨大意義，招標(biāo)時(shí)開始將此列為必須的技術(shù)條件。ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的該項(xiàng)技術(shù)在2004年經(jīng)過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)（見型式檢驗(yàn)報(bào)告），成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)首家具有該功能的產(chǎn)品，該技術(shù)的攻克大大推進(jìn)了國(guó)

4、產(chǎn)高壓變頻調(diào)速技術(shù)的成熟。作為ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)保證產(chǎn)品應(yīng)用可靠性的重要基礎(chǔ)技術(shù)，作為該產(chǎn)品的標(biāo)配功能，從市場(chǎng)上的第一臺(tái)ZINVERT系列高壓變頻器即具有轉(zhuǎn)速追蹤功能，是ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在出廠與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的必檢項(xiàng)目。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介4ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，可保證短時(shí)間可恢復(fù)性的外部故障或干擾性故障恢復(fù)后，系統(tǒng)在0.11秒時(shí)間內(nèi)恢復(fù)輸出，實(shí)現(xiàn)完全無(wú)沖擊啟動(dòng)，自動(dòng)追蹤旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，平穩(wěn)升速恢復(fù)設(shè)定轉(zhuǎn)速，保證負(fù)載的持續(xù)運(yùn)行。采用ZINVERT系列高壓變頻器，在人工啟動(dòng)時(shí)無(wú)需顧慮負(fù)載的轉(zhuǎn)速，直接無(wú)沖擊啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)、負(fù)載無(wú)電氣與機(jī)械損壞。該技術(shù)為基

5、礎(chǔ)的自動(dòng)工頻/變頻自動(dòng)切換功能（配置自動(dòng)旁路柜）在電廠的給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)上及水廠、鋼廠的泵、風(fēng)機(jī)上得到工頻/變頻的互切試驗(yàn)與運(yùn)行檢驗(yàn)，使用戶負(fù)載及工藝系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行得到可靠的技術(shù)保證。其他廠家的技術(shù)要么尚未經(jīng)國(guó)家檢驗(yàn)、要么未得到實(shí)際工程的試驗(yàn)及運(yùn)行考驗(yàn)，從部分廠家的重啟記錄電流波形上仍可見有一定的沖擊電流,這是在一定頻率、負(fù)載慣性、負(fù)載大小、轉(zhuǎn)速下某情況下可能由于輸出電壓的頻率、幅值、相位的誤差造成沖擊電流超過(guò)變頻器的保護(hù)電流而造成旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)的失敗。 主回路專利技術(shù)與三重保護(hù)功能的高壓輸出突發(fā)短路“SCP”防護(hù)技術(shù)專利高壓電動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，電纜頭或是電機(jī)內(nèi)部?jī)上喽搪返那闆r

6、時(shí)有發(fā)生，由于IGBT管安全工作區(qū)的限制，幾毫秒內(nèi)只允許幾倍于額定電流的電流流過(guò)，因此巨大的相間短路電流極有可能瞬間損壞輸出主回路IGBT逆變管。我公司Zinvert變頻器充分考慮了電機(jī)或是連接電機(jī)的電纜可能發(fā)生相間短路的情況而設(shè)置了主回路、硬件檢測(cè)、軟件保護(hù)三重短路保護(hù)功能，可有效保護(hù)電機(jī)及高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的安全，在此技術(shù)的支持下可以確保每一臺(tái)ZINVERT產(chǎn)品都能經(jīng)過(guò)輸出兩相突發(fā)短路試驗(yàn)，進(jìn)一步提高了運(yùn)行可靠性。我公司Zinver智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)首家通過(guò)國(guó)家權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)輸出兩相短路監(jiān)督試驗(yàn)。 系統(tǒng)無(wú)高壓?jiǎn)卧O(jiān)視與調(diào)試控制技術(shù)ZINVERT 系列高壓變頻器采用本公司申請(qǐng)的國(guó)家專利技

7、術(shù)，在無(wú) 10kV、6kV 高壓電輸入情況下，保證功率單元控制系統(tǒng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)包括功率單元在內(nèi)控制系統(tǒng)的完全狀態(tài)監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)無(wú)高壓條件下完成控制系統(tǒng)調(diào)試，方便調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。因此智光的 ZINVERT 高壓變頻調(diào)速產(chǎn)品在安裝調(diào)試中創(chuàng)造了從產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)卸貨到設(shè)備投運(yùn)不到 20 小時(shí)，用戶負(fù)載高壓停電不到 2 小時(shí)（僅用于改接高壓電纜）的安裝調(diào)試投運(yùn)的最快記錄。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介5國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品不具備此功能，在設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)只能上了高壓才能進(jìn)行包括 IGBT 觸發(fā)控制的調(diào)試、單元狀態(tài)檢測(cè)，在變頻器故障跳開高壓后很快失去單元控制電源，不能觀測(cè)單元內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)，影響故障

8、與系統(tǒng)狀況的分析判斷，導(dǎo)致設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)后安裝調(diào)試投運(yùn)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在運(yùn)行中維護(hù)不便。 單元直流電壓檢測(cè)與輸出電壓優(yōu)化控制技術(shù)智光公司高壓變頻器采用國(guó)家專利技術(shù)，在控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)各單元直流電壓的檢測(cè)，并實(shí)時(shí)顯示，從而實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)直流電壓，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低輸出電壓的諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并保證運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元運(yùn)行狀況的全面掌握。國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品的控制器不能采集單元直流電壓，影響了其控制輸出電壓質(zhì)量、控制精度與控制性能。 單元直流電容老化檢測(cè)技術(shù)ZINVERT 系列高壓變頻器采用國(guó)家專利技術(shù)，在控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)各單元直流濾波電容壽命的檢測(cè)

9、。在每年年檢中對(duì)單元電解電容器進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)每年檢測(cè)數(shù)據(jù)與出廠時(shí)電解電容器的特性的比較與趨勢(shì)，可得出對(duì)電解電容器壽命的預(yù)測(cè)，提前預(yù)知電解電容器是否可繼續(xù)運(yùn)行，避免由于電容器運(yùn)行出現(xiàn)非預(yù)期的系統(tǒng)故障，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)功率單元設(shè)備狀況的及時(shí)掌握。國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品的控制器不具有該項(xiàng)功能，因此無(wú)法方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)單元電容器的應(yīng)用老化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與壽命到期的提前預(yù)知，只能是在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間（由于設(shè)備運(yùn)行的負(fù)載大小、運(yùn)行環(huán)境條件由區(qū)別而各不相同）后出現(xiàn)不可預(yù)知的故障后打開單元進(jìn)行故障判斷檢測(cè)或壞一個(gè)故障一次更換處理一個(gè)，對(duì)用戶的安全穩(wěn)定生產(chǎn)造成隱患。 單元預(yù)充電電路設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)線母

10、線沖擊與進(jìn)線保護(hù)配置、單元器件沖擊與壽命影響ZINVERT 系列高壓變頻器的功率單元的電路設(shè)計(jì)采用預(yù)充電電路設(shè)計(jì)，減小了高壓電源系統(tǒng)上電時(shí)變壓器勵(lì)磁涌流與單元整流濾波電容器充電電流合并導(dǎo)致的沖擊電流，避免一些廠家產(chǎn)品在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)變頻器改造時(shí)（如韶關(guān)電廠的一臺(tái)機(jī)組引風(fēng)機(jī)采用國(guó)內(nèi)某著名廠家的高壓變頻產(chǎn)品，出現(xiàn)此問(wèn)題，用戶技術(shù)人員在專業(yè)雜志發(fā)表有介紹相關(guān)問(wèn)題產(chǎn)生情況及解培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介6決方案的文章）投進(jìn)線電源或工頻切變頻時(shí)導(dǎo)致的保護(hù)動(dòng)作，要求用戶更改進(jìn)線開關(guān)原電動(dòng)機(jī)保護(hù)整定值甚至加裝變壓器保護(hù)的情況。另外，此預(yù)充電回路還起到以下作用：減小對(duì)單元整流橋、濾波電容器的沖擊，比較其他廠家功率單元

11、無(wú)預(yù)充電回路設(shè)計(jì)，可大大延長(zhǎng)器件使用壽命（日本某公司的資料顯示相同應(yīng)用條件下延長(zhǎng)電解電容器的應(yīng)用設(shè)計(jì)壽命一倍以上），保證設(shè)備可靠性。國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品的功率單元未采用預(yù)充電電路，而靠移相變壓器的短路阻抗（610）限制充電電流，不可避免地在某些高壓電動(dòng)機(jī)變頻器改造時(shí)投進(jìn)線電源或工頻切變頻時(shí)導(dǎo)致的保護(hù)動(dòng)作，要求用戶更改進(jìn)線開關(guān)原電動(dòng)機(jī)保護(hù)整定值甚至加裝變壓器保護(hù)的情況（廣東省韶關(guān)電廠的一臺(tái)機(jī)組引風(fēng)機(jī)采用國(guó)內(nèi)其他某著名廠家的高壓變頻產(chǎn)品，出現(xiàn)此問(wèn)題，用戶技術(shù)人員在專業(yè)雜志發(fā)表有介紹相關(guān)問(wèn)題產(chǎn)生情況及解決方案的文章） 。國(guó)內(nèi)有些廠家還出現(xiàn)系統(tǒng)上電時(shí)由于沖擊電流導(dǎo)致全部單元的整流橋炸毀

12、的情況，雖然具有一定承受充電電流能力的電解電容器未立即損壞，但對(duì)電解電容器的沖擊可想而知，據(jù)國(guó)內(nèi)最早于 1995 年應(yīng)用單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器（羅賓康 1994 年推出的該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的產(chǎn)品） ，由于羅賓康早期設(shè)計(jì)上的原因，在設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行幾年后陸續(xù)出現(xiàn)故障，基本多是電解電容器故障，電解電容器的故障點(diǎn)又多是引出電極與鋁箔的焊接點(diǎn)，分析為充電時(shí)沖擊電流多次沖擊后引起的問(wèn)題?？梢?，雖然單元采用預(yù)充電電路設(shè)計(jì)增加了廠家的成本，但對(duì)于產(chǎn)品的可靠性與設(shè)備壽命是具有巨大意義的，用戶選擇高壓變頻器務(wù)必關(guān)心產(chǎn)品此項(xiàng)技術(shù)配置。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)散熱效率與設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力智光公司高壓變頻器的功率單元及系統(tǒng)柜體采用申請(qǐng)國(guó)家專利

13、的獨(dú)特設(shè)計(jì)，加強(qiáng)散熱，適應(yīng)南方炎熱氣候，系統(tǒng)在南方濕熱環(huán)境大量應(yīng)用，得到考驗(yàn)。其中功率單元的風(fēng)道寬而短，散熱效率大大提高，功率單元溫升低，適應(yīng)工作環(huán)境溫度高；功率柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前后兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，上部采用大風(fēng)量進(jìn)口專用風(fēng)機(jī)，散熱效率大大提高，提高系統(tǒng)適應(yīng)工作環(huán)境溫度。國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品的功率單元設(shè)計(jì)基本采用羅賓康公司的設(shè)計(jì)型式，單元散熱器進(jìn)風(fēng)口面積小，風(fēng)道長(zhǎng)，冷風(fēng)在前部分加熱后與散熱器后半部分的溫差減小，散熱效率下降，安裝在后半部分的器件的散熱條件差。國(guó)內(nèi)其他公司單元級(jí)聯(lián)的高壓變頻器產(chǎn)品的系統(tǒng)柜體設(shè)計(jì)上多采用前后方向上僅一側(cè)進(jìn)風(fēng)，另一側(cè)出風(fēng)，系統(tǒng)體積相對(duì)較大，而環(huán)境適應(yīng)能力也不如智光

14、ZINVERT 系列高壓變頻器的適應(yīng)力強(qiáng)（ZINVERT 系列高壓變頻器運(yùn)行的允許最高環(huán)境溫度達(dá) 45，比一般廠家產(chǎn)品的 40提高的 5是由智光產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)上保證的，進(jìn)而滿足國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的要求） 。 多回路供電技術(shù)，無(wú)電源敏感性培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介7可靠性高，ZINVERT變頻器控制系統(tǒng)具備外部提供輔助控制電源、內(nèi)部高壓自產(chǎn)控制電源、內(nèi)置UPS電源等三路供電回路，各路之間無(wú)擾切換，高壓帶電后，即使無(wú)任何外部輸入電源，成套系統(tǒng)均可正常工作，進(jìn)一步提高了可靠性。 高可靠性EMC設(shè)計(jì)，超級(jí)看門狗技術(shù)保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性ZINVERT變頻器控制系統(tǒng)采用光纖通信、光電隔離、電磁隔離、濾波

15、模塊、軟件看門狗、硬件看門狗、柜體導(dǎo)電密封等EMC措施，大大提高系統(tǒng)的抗干擾柜性能，獨(dú)家具有的“超級(jí)看門狗”實(shí)現(xiàn)控制電源2秒內(nèi)的完全失電、控制系統(tǒng)復(fù)位后仍可恢復(fù)至正常設(shè)定運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。 加、減速自適應(yīng)功能使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器能保證在不正確的加、減速設(shè)定時(shí)間下裝置不會(huì)在加、減速過(guò)程中保護(hù)停機(jī)，有效的解決了變負(fù)荷下加、減速時(shí)間的自適應(yīng)控制，充分利用變頻器斷時(shí)間的電流過(guò)負(fù)載裕度和直流過(guò)電壓裕度，使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器。 完整的保護(hù)配置功能與專業(yè)微機(jī)保護(hù)技術(shù)ZINVERT的控制系統(tǒng)保護(hù)功能配置完全參

16、照IEC中壓變頻傳動(dòng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)IEC618004標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等同采用）的要求，配置齊全，技術(shù)專業(yè)。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)前級(jí)為輸入移相整流變壓器，因此變頻運(yùn)行時(shí)開關(guān)柜應(yīng)提供變壓器保護(hù)而非電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能，但一旦變頻故障后切換至工頻運(yùn)行后，開關(guān)柜應(yīng)提供電動(dòng)機(jī)保護(hù)而非變壓器保護(hù)功能，因此變頻器設(shè)置的工頻/變頻切換功能導(dǎo)致了用戶設(shè)備保護(hù)技術(shù)方面的問(wèn)題。我公司為高壓電動(dòng)機(jī)、變壓器保護(hù)技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)廠家，具有全套中壓馬達(dá)保護(hù)控制技術(shù)，ZINVERT已全部移植公司電動(dòng)機(jī)、變壓器核心保護(hù)控制技術(shù)，系統(tǒng)地解決了工頻/變頻切換時(shí)保護(hù)功能的切換難題，可滿足客戶設(shè)備變頻運(yùn)行時(shí)開關(guān)提供變壓器保護(hù)，而在工頻旁路運(yùn)行采用電

17、動(dòng)機(jī)保護(hù)。 完善的研發(fā)、檢驗(yàn)與出廠試驗(yàn)保證能力公司為保證產(chǎn)品的研發(fā)、試驗(yàn)與檢驗(yàn)，自建高壓試驗(yàn)室由供電公司10kV專線直供，建培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介8立了全國(guó)最大的高壓變頻電機(jī)動(dòng)態(tài)負(fù)載試驗(yàn)基地（試驗(yàn)負(fù)載為大容量風(fēng)機(jī)） ，可滿足有功功率2500kW以下、容量不超過(guò)3MVA的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的單元箱的全部試驗(yàn)和成套出廠試驗(yàn)，每套出廠產(chǎn)品整機(jī)均經(jīng)過(guò)高壓（10kV或6kV）滿負(fù)荷試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、投運(yùn)時(shí)間短?？蔀橛脩襞嘤?xùn)、產(chǎn)品出廠試驗(yàn)驗(yàn)收提供條件，我公司可承諾所有宣稱的產(chǎn)品技術(shù)性能和功能可由客戶隨意選定，在公司試驗(yàn)室或是現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)檢定。其余優(yōu)勢(shì)其余優(yōu)勢(shì) 公司ZINVERT智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)為廣東省

18、“十五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目的研究成果，為公司自主研發(fā)，并掌握產(chǎn)品核心技術(shù)，可為用戶提供產(chǎn)品定制或提供免費(fèi)的軟件升級(jí)； 公司核心技術(shù)人員在廣東省電力系統(tǒng)科研機(jī)構(gòu)工作多年，具備多年電力系統(tǒng)工作經(jīng)驗(yàn)，并為廣東省電力系統(tǒng)服務(wù)多年，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的可靠性有著充分的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用熟悉，具有較強(qiáng)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的能力； 公司已有多年的電力系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，所研發(fā)的產(chǎn)品在全國(guó)數(shù)百個(gè)發(fā)、配、供、用電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行多年，一貫秉承提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的理念，并具有豐富服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。2ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品原理簡(jiǎn)介ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)，直接輸出3kV、6kV、1

19、0kV 電壓，屬高-高電壓源型變頻器。由于采用功率單元串聯(lián)而非功率器件的直接串聯(lián)，因此解決了器件耐壓的問(wèn)題。同時(shí)由于同相各級(jí)功率單元輸出 SPWM 信號(hào)通過(guò)移相后進(jìn)行疊加，提高了輸出電壓諧波性能、降低輸出電壓的 dv/dt；通過(guò)電流多重化技術(shù)降低輸入側(cè)諧波，減小了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染；主控制器采用最新電機(jī)控制專用雙數(shù)字信號(hào)處理器（DSP） 、超大規(guī)模集成電路可編程器件（CPLD 和 FPGA）為核心，配合數(shù)據(jù)采集、單元控制和光纖通信回路以及內(nèi)置的可編程邏輯控制器（PLC）構(gòu)成系統(tǒng)控制部分。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介9ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)上由旁路柜、移相變壓器柜、功率單

20、元柜及控制柜組成，見圖 1 所示。ZINVERT 型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率單元柜與控制柜是合二為一的，各部分功能說(shuō)明如下：2.1功率單元柜 功率單元柜為成套裝置的核心部分，也是電機(jī)定子大功率變頻電源的產(chǎn)生模塊。功率單元柜主要由功率單元箱（圖 1 中 A1An,B1Bn，C1Cn）并輔以控制構(gòu)成。2.1.1 功率單元箱功率單元箱的電氣原理見圖 2 所示，每個(gè)功率單元由外部輸入三相電源 A/B/C 供電，經(jīng)內(nèi)部整流濾波后逆變成單相電壓 U/V 輸出。整流由三相不控整流完成，濾波環(huán)節(jié)電容采用軟充電技術(shù)可有效防止充電電流對(duì)電容損害。逆變部分采用當(dāng)代最先進(jìn)的 IGBT 功率器件，控制方法采用 SPW

21、M 逆變控制技術(shù)，功率單元的輸出波形見圖 3 所示。圖 2 功率單元電氣原理圖 3 功率單元輸出波形功率單元外觀圖 1 成套裝置配置圖培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介10ZINVERT 功率單元柜內(nèi)各功率單元箱的原理與結(jié)構(gòu)完全相同，通用性強(qiáng)，因此可相互替換。功率單元內(nèi)各器件的工作狀態(tài)及相應(yīng)的參數(shù)都有監(jiān)控和保護(hù)，IGBT 的逆變控制指令和所有的監(jiān)控參數(shù)可通過(guò)一對(duì)光纖送至控制器，由于采用光纖傳送數(shù)據(jù)，因此也大大提高了裝置的抗干擾性。尤其重要的是：ZINVERT 每個(gè)功率單元箱內(nèi)直流母線的電壓都被實(shí)時(shí)傳送至控制器，因此可在控制器操作界面上直接進(jìn)行查閱，便于檢修維護(hù)時(shí)的人身安全保護(hù)。2.1.2 功率單元柜高壓

22、形成為了形成高壓 6kV 或 10kV 電源，ZINVERT 采用了功率單元堆波技術(shù)，即將多個(gè)功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加直接形成高壓輸出（如圖 4 所示） ，此方法類似于干電池疊加，通過(guò)若干個(gè)功率單元的疊加可產(chǎn)生所需要的相電壓數(shù)值。此種高壓的形成原理實(shí)際是將標(biāo)準(zhǔn)交流波形進(jìn)行階梯化等效，波形上階梯數(shù)越多輸出的諧波就越小，階梯數(shù)的個(gè)數(shù)取決于每相串聯(lián)的功率單元個(gè)數(shù)。由于各功率單元的輸出電壓波形在疊加前已經(jīng)過(guò)移相處理，因此疊加后的輸出波形質(zhì)量好（見圖 5） ，不存在諧波引起的電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等特點(diǎn)，不必加裝輸出濾波器就可以用于普通異步電動(dòng)機(jī)。并且電壓的跳變僅為單個(gè)功率單元直流電壓值，因此 dv

23、/dt 小，對(duì)電機(jī)無(wú)傷害，可直接適應(yīng)于普通異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造。2.2移相變壓器柜 圖 6 中移相變壓器柜主要為各功率單元箱提供獨(dú)立的三相交流 50Hz 電源，該移相變壓器具有多個(gè)獨(dú)立的二次繞組直接與各功率單元相連，通過(guò)它繞組的移相，還可以顯著減小輸入電流中的諧波。圖 4 高壓形成原理圖 5 輸出電壓波形圖 6 移相變壓器柜培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介112.3產(chǎn)品組成與結(jié)構(gòu)ZINVERT 型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)依電機(jī)額定電壓的不同，功率單元柜每相所串聯(lián)的個(gè)數(shù)也不同，如圖 7 所示。對(duì)于 3kV 電壓等級(jí) ZINVERT 調(diào)速裝置，每相由 4 個(gè)功率單元串聯(lián)疊加而成；對(duì)于 6kV 電壓等級(jí) ZIN

24、VERT 調(diào)速裝置，每相由 68 個(gè)功率單元串聯(lián)疊加而成；對(duì)于 10kV 電壓等級(jí) ZINVERT 調(diào)速裝置，每相由 910 個(gè)功率單元串聯(lián)疊加而成；3ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品功能介紹3.1頻率設(shè)定ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)核控制由電機(jī)控制專用雙 DSP 完成，裝置在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)其運(yùn)行頻率設(shè)定方式有多種方式。主要的頻率控制方式包括： LCD 面板按鍵設(shè)定、遠(yuǎn)方操作盤、計(jì)算機(jī)后臺(tái)通信或 DCS 等智能接口設(shè)定、外部 420mA 或 010V 模擬信號(hào)輸入給定、開關(guān)量頻率升降給定等多種給定方式可選，可視現(xiàn)場(chǎng)具體情況選用。遠(yuǎn)方控制信號(hào)斷線時(shí)系統(tǒng)給出報(bào)警，并維持在斷線

25、前的運(yùn)行頻率。圖 7 不同電壓等級(jí) ZINVERT 功率單元的連接形式培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介123.2運(yùn)行方式閉環(huán)控制：檢測(cè)回路獲得被控制量（流量、壓力等）的實(shí)際值，與設(shè)定值比較，得到偏差信號(hào)。偏差信號(hào)經(jīng)過(guò) PID 調(diào)節(jié)來(lái)控制頻率控制信號(hào)，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到被控制量的調(diào)節(jié)，使之與設(shè)定值一致。開環(huán)控制：選擇開環(huán)控制，頻率控制信號(hào)由 1 中所述方式給定，按照設(shè)定曲線控制電機(jī)運(yùn)行。3.3斷電恢復(fù)再啟動(dòng)功能電網(wǎng)瞬時(shí)停電并在短時(shí)間內(nèi)（允許等待時(shí)間 0.1 秒30 秒，更長(zhǎng)的等待時(shí)間可由用戶定制）恢復(fù)后，ZINVERT 智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)能在 0.21.0 秒內(nèi)自動(dòng)搜索電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊再啟動(dòng)至設(shè)定轉(zhuǎn)

26、速，無(wú)需等到電機(jī)完全停止后再啟動(dòng)，保證負(fù)載的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于電源不穩(wěn)或波動(dòng)較大的用戶場(chǎng)合，此功能可保證用戶工藝生產(chǎn)不停止，運(yùn)行人員也無(wú)需對(duì)裝置進(jìn)行任何操作。3.4旁路功能ZINVERT 成套裝置具有兩種旁路功能設(shè)置，通過(guò)這兩種旁路功能的利用，可大大提高產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性，能最大程度的保證用戶生產(chǎn)工功率單元出現(xiàn)故障后可自動(dòng)旁路，保證裝置的不間斷運(yùn)行 斷電恢復(fù)再啟錄波圖瞬停起始再啟動(dòng)機(jī)端電壓定子電流停電前再啟動(dòng)之后高壓掉電階段培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介13藝不受影響： 功率單元自動(dòng)旁路功能：ZINVERT 成套裝置每相高壓逆變輸出由各功率單元箱的輸出移相串聯(lián)疊加而形成，無(wú)單元旁路功能的情況下某個(gè)單元

27、模塊的故障會(huì)導(dǎo)致整機(jī)停運(yùn)。但 ZINVERT 智能型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)各功率單元設(shè)置有完善的自動(dòng)旁路功能，當(dāng)單元內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)將該功率單元旁路，每相剩余功率單元繼續(xù)運(yùn)行，一般變頻運(yùn)行情況下負(fù)載無(wú)需降額運(yùn)行。旁路過(guò)程中無(wú)需人為操作，由系統(tǒng)自動(dòng)完成。 成套裝置工頻旁路功能：即在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，可將變頻器進(jìn)行旁路，將電動(dòng)機(jī)直接接入原電網(wǎng)繼續(xù)運(yùn)行。旁路的型式有自動(dòng)旁路和手動(dòng)旁路兩種型式，主要的區(qū)別在于：配置手動(dòng)旁路功能者，其內(nèi)部操作機(jī)構(gòu)由隔離刀閘組成，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)需要按照操作規(guī)程進(jìn)行手動(dòng)操作將變頻器退出，將電機(jī)恢復(fù)至工頻運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)配置了自動(dòng)工頻旁路后，其內(nèi)部操作機(jī)構(gòu)由隔離刀閘和真空接觸器

28、（或斷路器）組成，隔離刀閘已預(yù)置到相應(yīng)位置，僅為檢修時(shí)提供高壓斷開點(diǎn)，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)在系統(tǒng)控制器的控制下自動(dòng)退出變頻裝置而切換至工頻運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)變頻器檢修完畢后又可以在瞬間由工頻運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)至變頻運(yùn)行狀態(tài)，用戶的負(fù)載無(wú)需停車，不影響生產(chǎn)，即可實(shí)現(xiàn)工頻轉(zhuǎn)變頻工頻轉(zhuǎn)變頻或是變頻轉(zhuǎn)工頻變頻轉(zhuǎn)工頻的雙向互切功能。對(duì)于重要工藝情況的負(fù)載可采用此種旁路型式。工頻旁路柜不是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。旁路柜的接線型式可按照用戶現(xiàn)場(chǎng)具體要求定制，可以實(shí)現(xiàn)一拖一、一帶多的功能切換的功能。3.5單元直流電壓顯示與設(shè)備壽命檢測(cè)功能ZINVERT 智能型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用我公司獨(dú)創(chuàng)技術(shù)（國(guó)家專利技術(shù)） ，通過(guò)控制系統(tǒng)操作面板

29、來(lái)查詢各單元直流母線電壓的功能，通過(guò)該功能，用戶可以實(shí)時(shí)掌握功率單元直流母線電壓值，對(duì)每個(gè)功率單元的工作狀況進(jìn)行了解和評(píng)估，保證電壓控制的精準(zhǔn)、系統(tǒng)運(yùn)行信息與故障信息記錄的內(nèi)容豐富，定位準(zhǔn)確；當(dāng)高壓電源停電后，用戶可以通過(guò)查詢各單元直流母線的電壓來(lái)了解設(shè)備是否仍然帶電，培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介14是否在安全許可的狀態(tài)下，對(duì)運(yùn)行和檢修人員的人身安全起到了保證作用；另外，在電壓源高壓變頻器產(chǎn)品中獨(dú)具的電容檢測(cè)功能使得用戶可以通過(guò)定期對(duì)電容器的充放電功能檢驗(yàn)電容器的使用老化情況從而預(yù)計(jì)電容器壽命，從而為設(shè)備的調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、充分利用設(shè)備使用壽命創(chuàng)造極大方便性。3.6參數(shù)設(shè)定功能可設(shè)定轉(zhuǎn)矩提升、U/

30、f 加速曲線以適應(yīng)不同的負(fù)載情況，可以設(shè)定多達(dá) 3 個(gè)共振頻率躲避區(qū)域，可以按現(xiàn)場(chǎng)情況需要設(shè)定電機(jī)的保護(hù)參數(shù)、輸出接口的功能定義等設(shè)置。可以對(duì)電機(jī)的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，也可以在界面上對(duì)保護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)定。3.7故障報(bào)警與查詢功能故障報(bào)警采用聲、光報(bào)警，并以事件形式進(jìn)行記錄，控制系統(tǒng)具有故障報(bào)警和故障查詢功能，報(bào)警信息可以在控制器上通過(guò)面板按鍵進(jìn)行查詢，提高系統(tǒng)故障的排除效率，為用戶的運(yùn)行維護(hù)提供方便。3.8運(yùn)行狀態(tài)記錄與顯示ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有自動(dòng)記錄運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行顯示的功能，并對(duì)顯示數(shù)據(jù)分類，方便日常維護(hù)。同時(shí)可通過(guò)串行通信與上位機(jī)（本公司提供或接入用戶系統(tǒng)，非標(biāo)準(zhǔn)

31、配置，訂貨時(shí)需特別說(shuō)明）連接，將運(yùn)行狀態(tài)信息上傳到上位機(jī)，對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、報(bào)表打印等（后臺(tái)系統(tǒng)功能訂貨時(shí)需特別說(shuō)明，功能及操作另見有關(guān)后臺(tái)的說(shuō)明） 。通過(guò)運(yùn)行參數(shù)直觀的顯示，運(yùn)行人員可直接掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況和能耗情況，這些參數(shù)還可以以通信的方式在后臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行顯示和控制。通過(guò)對(duì)各單元直流電壓的檢測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，提升系統(tǒng)控制性能。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介153.9波形分析和顯示功能控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流、電壓，輸出電壓、電流等的波形實(shí)時(shí)顯示，還可以對(duì)每相電壓、電流進(jìn)行諧波分析，有助于用戶掌握設(shè)備的各種電量參數(shù)。3.10 保護(hù)配置功能和方案采用工頻旁路配置的高壓變頻調(diào)

32、速系統(tǒng)，由于高壓變頻裝置輸入側(cè)為整流移相變壓器，其特性與高壓電動(dòng)機(jī)不同，因此需特別注意保護(hù)的配置問(wèn)題。我公司技術(shù)人員具有多年電力系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，公司為中壓電動(dòng)機(jī)、變壓器類保護(hù)裝置的專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)廠家，在高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的開發(fā)中設(shè)計(jì)配套專業(yè)成套的技術(shù)解決方案，具體保護(hù)功能設(shè)置、配置符合 IEC61800 標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。F FK1K1K2K2K3K3逆變控制變頻運(yùn)行方式下（K1、K2 合，K3 分）由于變頻輸入側(cè)為整流移相變壓器，因此斷路器 F 保護(hù)配置應(yīng)為變壓器保護(hù)。ZINVERT 系統(tǒng)的變壓器配置溫控保護(hù)；控制系統(tǒng)已移植公司專業(yè)變壓器保護(hù)，配置缺相、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、速斷、

33、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。工頻運(yùn)行方式下（K1、K2 分，K3 合）由于斷路器 F后直接連接電動(dòng)機(jī)，因此其保護(hù)配置應(yīng)為電動(dòng)機(jī)保護(hù)。ZINVERT 系統(tǒng)的控制系統(tǒng)配置過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失速、過(guò)負(fù)荷等保護(hù)。ZINVERT 系統(tǒng)的控制系統(tǒng)對(duì)于逆變控制裝置，設(shè)置過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)負(fù)荷、過(guò)溫、接地、輔助電源掉電、通信控制時(shí)效保護(hù)等系統(tǒng)功能。工頻運(yùn)行時(shí)配置電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)，容量大于 2MW的配置電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)；采用 ZINVERT 進(jìn)行變頻改造，運(yùn)行于變頻方式無(wú)需更改原保護(hù)的整定值、無(wú)需增加或更改保護(hù)配置。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介164產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標(biāo)電壓3kV，6kV，10kV過(guò)載能力100% In 連續(xù)；130

34、% In1 分鐘/10 分鐘；180% In 瞬時(shí)；電壓SPWM 疊加波形，0VUn(標(biāo)稱額定輸出電壓值)連續(xù)可調(diào)頻率050Hz 或 060Hz 可調(diào)頻率分辨率0.01Hz輸出電流諧波 THD小于 2%（滿載時(shí)）相數(shù)、頻率三相；50/60Hz允許頻率波動(dòng)頻率：-5 +5%波動(dòng)電壓電壓：-15 +15%以內(nèi)正常運(yùn)行；-15% -35%降額連續(xù)運(yùn)行功率因數(shù)0.96（20%負(fù)荷以上）輸入電流符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 14549-93 及 IEEE 519-1992 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求系統(tǒng)控制器TI 公司電機(jī)控制專用 DSP 芯片控制電壓三相 AC380V/ 10kVA，可增選 DC220V/1kW 控制備

35、用電源啟動(dòng)頻率0.110Hz（可設(shè)定）控制輸入/輸出接口16 數(shù)字量輸入/16 數(shù)字量輸出2 模擬量輸入/2 模擬量輸出（420mA 或 05V/10V 信號(hào)）以上為基本配置，根據(jù)需要可擴(kuò)展更多，以訂貨技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn)。通訊接口RS232，RS485，CAN 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)隔離方式光電隔離控制信號(hào)傳輸光纖傳輸，編碼轉(zhuǎn)換精度頻率穩(wěn)定精度 0.1%；電壓精度2%效率額定輸出時(shí)97%，額定輸出 20%88%時(shí)95%，控制轉(zhuǎn)矩提升10%額定電壓（可設(shè)定）培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介17加減速時(shí)間03000sec 可設(shè)定瞬時(shí)掉電再啟動(dòng)再啟動(dòng)方式可選，等待時(shí)間 0.130 秒（可設(shè)定） 。內(nèi)置 PLC 的PID手動(dòng)設(shè)定

36、參數(shù)值：P：2850%；I：0.5350sec；D：1200sec自整定內(nèi)置 PLC 采用自適應(yīng)模糊控制，智能調(diào)節(jié)，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，精度高，穩(wěn)定性好，PID 參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量最小分辨率傳感器量程 1%穩(wěn)態(tài)精度由設(shè)定精度誤差及傳感器精度決定LED 顯示運(yùn)行狀態(tài)、信號(hào)指示數(shù)碼管顯示輸出頻率、電壓、電流、功率（可選其一）顯示LCD 顯示輸出頻率、電壓、電流、功率、功率因數(shù)；輸入電壓、電流、功率、功率因數(shù)；故障/報(bào)警及其記錄；參數(shù)設(shè)定；波形顯示、諧波分析等運(yùn)轉(zhuǎn)操作面板按鍵、遠(yuǎn)端開關(guān)指令控制、遠(yuǎn)方后臺(tái)通信控制可選頻率設(shè)定面板數(shù)字設(shè)定、遠(yuǎn)端電流模擬控制、遠(yuǎn)方后臺(tái)通信控制可選運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀

37、態(tài)輸出故障、報(bào)警接點(diǎn)輸出輸入電源輸入失電，輸入缺相、輸入過(guò)壓、輸入欠壓、輸入電壓不平衡輸入變壓器速斷、過(guò)負(fù)荷、過(guò)流、過(guò)溫、冷卻風(fēng)扇故障告警逆變器保護(hù)過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、過(guò)壓、接地、制冷系統(tǒng)故障、過(guò)溫、輔助電源失電、通信或控制信號(hào)丟失、速度反饋信號(hào)丟失告警保護(hù)功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、超速、電動(dòng)機(jī)外部保護(hù)信號(hào)系統(tǒng)故障配置手動(dòng)、自動(dòng)工頻旁路切換切換故障單元故障配置單元自動(dòng)旁路功能防防護(hù)措施電磁五防、閉鎖培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介18內(nèi)部接地電阻0.1護(hù)安全接地網(wǎng)電阻要求用戶系統(tǒng)地網(wǎng)電阻4電磁噪聲小于 65dB噪聲總噪聲小于 75dB使用場(chǎng)所室內(nèi)或室外箱式，海拔 1000m 以下（更高

38、海拔降額使用） ，無(wú)腐蝕性、爆炸性的氣體和灰塵，無(wú)陽(yáng)光直射。溫度/濕度溫度：10+45oC；濕度：2095%，無(wú)凝露振動(dòng)10150HZ，0.5g 以下環(huán)境要求存放條件-2070oC外殼防護(hù)等級(jí)IP30（室內(nèi)）或 IP31（室外箱式）冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷維護(hù)方式柜體前后維護(hù)培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介195 ZINVERT 系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備配置情況5.1保護(hù)配置介紹我公司 ZINVERT 系列高壓變頻器產(chǎn)品具有以下保護(hù)功能，完全滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求：a）刀閘或高壓一次設(shè)備的操作、功率部分高壓柜門等均具有電氣、機(jī)械連鎖、帶電閉鎖等防誤措施；b）保護(hù)功能設(shè)置齊全，具有完善的自診斷和保護(hù)功能，具

39、有變壓器超溫、通風(fēng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致超溫、控制系統(tǒng)故障、輸入過(guò)電壓、欠電壓、缺相保護(hù)、短路保護(hù)、超頻保護(hù)、失速保護(hù)、變頻器過(guò)載、電機(jī)過(guò)載保護(hù)、半導(dǎo)體器件的過(guò)熱保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)等保護(hù)。變頻裝置內(nèi)任何部分發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，具有準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠動(dòng)作的保護(hù)功能，不對(duì)電網(wǎng)和負(fù)載設(shè)備造成沖擊和損壞。具體保護(hù)功能設(shè)置、配置符合 IEC61800 標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。具體配置如下：IEC 標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)配置報(bào)警停機(jī)ZINVERT 功能ZINVERT 功能實(shí)現(xiàn)說(shuō)明停電、缺相YY報(bào)警/跳閘停機(jī)由單元欠壓停機(jī)實(shí)現(xiàn)，并具有瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能。三相電流兩相5%Ie，而另一相200V 報(bào)警，15%且400V 停機(jī)。電動(dòng)機(jī)過(guò)流YX

40、報(bào)警/停機(jī)電流，時(shí)間可設(shè)定。培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介21過(guò)負(fù)荷YY報(bào)警/停機(jī)反時(shí)限，可設(shè)定（130%，1min） 。超速YY報(bào)警/停機(jī)升降速中的過(guò)流、過(guò)壓檢測(cè)。（注釋說(shuō)明 Y：要求配置；X：可選配置；：不配置）c）各種保護(hù)動(dòng)作后輸出硬接點(diǎn)，提供報(bào)警或跳閘回路連接，可聯(lián)跳輸入側(cè)進(jìn)線高壓開關(guān)，保護(hù)的性能符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。d）各種保護(hù)動(dòng)作后能實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)記錄、事故追憶，掉電保持 1000 條報(bào)警、1000 條停機(jī)故障信息，在大屏幕中文液晶顯示屏上顯示每條故障信息記錄提供保護(hù)動(dòng)作類型、動(dòng)作時(shí)間、故障定位。e）任一單元故障后能自動(dòng)旁路該故障單元，實(shí)現(xiàn)變頻器不停連續(xù)運(yùn)行。5.2一般應(yīng)用接口介紹5.2

41、.1 接口基本情況ZINVERT 系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用用戶接口連線除一次進(jìn)線電源、變頻輸出以及+220V啟動(dòng)停止急停復(fù)位重故障信號(hào)AC400V/10KVADC220V/1kW通信接口（可選）輔助直流電源輔助交流電源光纖通信高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)外部控制輸入10kV高壓電纜至斷路器至高壓電機(jī)連接電纜abcnUVW(U1,V1,W1)備用備用備用備用備用備用備用控制與測(cè)量ABC輕故障信號(hào)高壓合閘允許跳閘信號(hào)(至DCS)AC250V/5AAC250V/5AAC250V/5AAC250V/5A斷路器狀態(tài)信號(hào)輸入AC250V/5AAC250V/5AAC250V/5AAC250V/5AAC250V/5

42、AAC250V/5A工頻狀態(tài)變頻狀態(tài)停止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行狀態(tài)開關(guān)量輸出輸出頻率信號(hào)輸出電機(jī)電流信號(hào)輸出(420mA)頻率控制信號(hào)輸入(420mA)RS485跳閘信號(hào)(至開關(guān))就地控制遠(yuǎn)方控制AC250V/5A待機(jī)狀態(tài)(010V)(010V)AC250V/5A開關(guān)輸入備用開關(guān)輸出備用(420mA)(010V)(420mA)(420mA)(010V)(010V)(420mA)(010V)模擬信號(hào)輸入備用模擬信號(hào)輸入備用模擬信號(hào)輸出備用ZINVERT 系統(tǒng)接口示意圖培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介22控制系統(tǒng)輔助電源外，一般的應(yīng)用設(shè)計(jì)需要連接的控制信號(hào)如下所示。下述連接僅為示意性說(shuō)明，詳細(xì)的接口設(shè)計(jì)應(yīng)按照工程應(yīng)用圖

43、紙實(shí)施。5.2.2 其中用戶控制臺(tái)(DCS) ZINVERT 系統(tǒng)：序序名稱名稱邏輯要求邏輯要求接口類型接口類型功能功能1變頻啟動(dòng)脈沖式無(wú)源接點(diǎn)啟動(dòng)變頻器輸出運(yùn)行2變頻停機(jī)脈沖式無(wú)源接點(diǎn)變頻器輸出降頻至停機(jī)3緊急停機(jī)脈沖式無(wú)源接點(diǎn)立即停止變頻器輸出4信號(hào)復(fù)歸脈沖式無(wú)源接點(diǎn)清除告警音響、顯示信號(hào)5頻率控制信號(hào)DC 電流信號(hào)420mA 電流源調(diào)節(jié)控制變頻器輸出頻率6通信接口MODBUS 規(guī)約RS485/422遠(yuǎn)方后臺(tái)控制與信息發(fā)送5.2.3 其中 ZINVERT 系統(tǒng)用戶控制臺(tái)(DCS)：序號(hào)序號(hào)名稱名稱邏輯要求邏輯要求接口類型接口類型功能功能1遠(yuǎn)方控制方式電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示遠(yuǎn)方控制方式2就地控

44、制方式電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示就地控制方式3跳閘信號(hào)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示變頻跳進(jìn)線4輕故障信號(hào)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)變頻輕故障告警5重故障信號(hào)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)變頻重故障停機(jī)6運(yùn)行狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示變頻運(yùn)行中7停機(jī)狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示變頻系統(tǒng)停運(yùn)8變頻狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示系統(tǒng)變頻方式9工頻狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示系統(tǒng)工頻方式10待機(jī)狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)指示變頻待機(jī)狀態(tài)11電機(jī)電流指示DC 電流信號(hào)420mA 電流源指示變頻輸出電流12輸出頻率指示DC 電流信號(hào)420mA 電流源指示變頻輸出頻率5.2.4 其中進(jìn)線開關(guān)柜ZINVERT 系統(tǒng)：序號(hào)序號(hào)名稱名稱邏輯要求邏輯要求接口類型接口類型功能

45、功能培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介231斷路器狀態(tài)電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)運(yùn)行與安全控制邏輯5.2.5 其中 ZINVERT 系統(tǒng)進(jìn)線開關(guān)柜：序號(hào)序號(hào)名稱名稱邏輯要求邏輯要求接口類型接口類型功能功能1合閘允許電平信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行安全控制2跳閘信號(hào)脈沖信號(hào)無(wú)源接點(diǎn)故障聯(lián)跳進(jìn)線開關(guān)5.2.6 一般工作環(huán)境要求ZINVERT 對(duì)安裝點(diǎn)周圍環(huán)境的基本要求如下：溫度：1045；濕度：2095%,無(wú)凝露95%室內(nèi)；海拔 1000m 以下，無(wú)腐蝕性、爆炸性氣體、灰塵，無(wú)陽(yáng)光直射振動(dòng)：10150HZ，0.5g 以下貯存溫度：-2070oC 培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介246 主要元器件生產(chǎn)商主要元器件列表序號(hào)序號(hào)名稱名稱生

46、產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家產(chǎn)地產(chǎn)地1IGBTEUPEC/ SEMIKRON德國(guó)2驅(qū)動(dòng)模塊Concept瑞士3三相整流橋SEMIKRON德國(guó)4可控硅SEMIKRON德國(guó)5PLCMITSUBISHI/SIEMENS日本/德國(guó)6電容器CDE/EPCOS美國(guó)/德國(guó)7光纖轉(zhuǎn)接器HARTING德國(guó)8CPUTI(雙 DSP)美國(guó)9CPLDLattice美國(guó)10FPGAACTEL美國(guó)11散熱風(fēng)機(jī)EBM/ROSENBERG德國(guó)培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介257設(shè)備冷卻方式說(shuō)明高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)使用了移相隔離變壓器及大功率高頻開關(guān)元件，其發(fā)熱量較大，系統(tǒng)效率約97%，約3%的功率以發(fā)熱形式消耗；同時(shí)運(yùn)行環(huán)境的溫度影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定

47、性及功率元件的使用壽命，因此為了使變頻器能長(zhǎng)期穩(wěn)定和可靠地運(yùn)行，對(duì)變頻器的安裝環(huán)境作如下要求：最低環(huán)境溫度-10(環(huán)境溫度低時(shí)，建議系統(tǒng)停機(jī)后不跳高壓，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，可避免超低溫上電瞬間引起的電容電解質(zhì)水晶體的快速鼓脹)，最高環(huán)境溫度45(但如果環(huán)境溫度每降低10度，系統(tǒng)內(nèi)部濾波電容的使用壽命延長(zhǎng)一倍)，工作環(huán)境的溫度變化應(yīng)不大于5K/h。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的不同環(huán)境，我們有三種散熱方案：加裝風(fēng)道、加裝空調(diào)或安裝水空冷裝置。8常見的高壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)目前，阻礙變頻調(diào)速技術(shù)在高壓大功率交流傳動(dòng)中推廣應(yīng)用的主要問(wèn)題有兩個(gè)：一是我國(guó)大容量(200kW 以上)電動(dòng)機(jī)的供電電壓高(6kV、10kV)，

48、而組成變頻器的功率器件的耐壓水平較低，造成電壓匹配上的難題。二是高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)含量高，大功率散熱問(wèn)題，控制問(wèn)題等難度大，另外成本也高，而一般的風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能改造都要求低投入、高回報(bào)，從而造成經(jīng)濟(jì)效益上的難題。這些世界性的難題阻礙了高壓大容量變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用，因此如何解決高壓供電和用高技術(shù)生產(chǎn)出低成本高可靠性的變頻調(diào)速裝置是當(dāng)前世界各國(guó)相關(guān)行業(yè)競(jìng)相關(guān)注的熱點(diǎn)。 一般來(lái)講，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該解決以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）耐壓?jiǎn)栴}。在高壓供電而功率器件耐壓能力有限的情況下，可采用功率器件串聯(lián)的方法來(lái)解決。但是器件在串聯(lián)使用時(shí)，因?yàn)楦髌骷膭?dòng)態(tài)電阻和極電容不同，因而存在靜態(tài)培訓(xùn)講義-變

49、頻器技術(shù)簡(jiǎn)介26和動(dòng)態(tài)均壓的問(wèn)題。如果采用與器件并聯(lián) R 和 RC 的均壓措施，會(huì)使電路復(fù)雜，損耗增加;同時(shí)，器件的串聯(lián)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求也大大提高，要盡量做到串聯(lián)器件同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，否則由于各器件開斷時(shí)間不一，承受電壓不均，會(huì)導(dǎo)致器件損壞甚至整個(gè)裝置崩潰。 （2）諧波問(wèn)題。諧波問(wèn)題是所有變頻器的共同問(wèn)題，尤其在大功率變頻調(diào)速中更為突出。諧波會(huì)污染電網(wǎng)，殃及同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備，甚至影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行;諧波還會(huì)干擾通訊和控制系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通訊中斷，系統(tǒng)癱瘓;諧波電流也會(huì)使電動(dòng)機(jī)損耗增加，因而發(fā)熱增加，效率及功率因數(shù)下降，以至不得不“降額”使用。（3）效率問(wèn)題。變頻調(diào)速裝量的容量愈大，系

50、統(tǒng)的效率問(wèn)題也就愈加重要。采用不同的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用的功率器件的種類、數(shù)量的多少，以及變壓器，濾波器等的使用，都會(huì)影響系統(tǒng)的效率。（4）可靠性和冗余設(shè)計(jì)問(wèn)題。一般的高壓大功率拖動(dòng)系統(tǒng)都要求很高的系統(tǒng)可靠性，尤其是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門如電力、能源、冶金、礦山和石化等行業(yè)，一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)造成人民生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失，因此高壓變頻裝置設(shè)計(jì)中是否便于采用冗余設(shè)計(jì)及旁路控制功能也是至關(guān)重要的。 目前也界上的高壓變頻器不象低壓變頻器一樣具有成熟的一致性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而是限于采用目前功率器件的耐壓能力，如何面對(duì)高壓使用條件的要求，國(guó)內(nèi)外各變頻器生產(chǎn)廠商八仙過(guò)海，各有高招，因此其主電路結(jié)構(gòu)不盡一致，但都較為

51、成功地解決了高電壓大容量這一難題。當(dāng)然在性能指標(biāo)及價(jià)格上也各有差異。中高壓變頻器，按其主電路結(jié)構(gòu)可分為交交方式和交直交方式兩大類， 交直交變頻方式按中間直流濾波環(huán)節(jié)的不同可分為：高低高電壓源型、電流源型、三電平 PWM電壓源型（也稱中點(diǎn)嵌位型） 、單元串聯(lián)多電平 PWM 電壓源型、電壓浮動(dòng)鉗位式多電平電壓源型、直接高高型等。下面對(duì)每一種主電路結(jié)構(gòu)作一下簡(jiǎn)要分析。8.1高低高電壓源型 高低高變頻調(diào)速控制方案是將高壓通過(guò)降壓變壓器使變頻器的輸入電壓降低，然后將變頻器的輸出電壓通過(guò)升壓變壓器使輸出培訓(xùn)講義-變頻器技術(shù)簡(jiǎn)介27電壓提高到較高的電壓等級(jí)，以滿足交流電動(dòng)機(jī)的電壓要求。這種高壓變頻調(diào)速方式的實(shí)質(zhì)還是低壓變頻，只不過(guò)是從電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)兩端來(lái)看是高壓，如圖 8-1 所示：圖 81 高低高電壓源型變頻器主回路圖因其存在著中間低壓環(huán)節(jié)，有著電流大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效