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1.變頻器基礎

1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫,意為改變電壓和改變頻率,也就是人們所說的變壓變頻。
2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的縮寫,意為恒電壓、恒頻率,也就是人們所說的恒壓恒頻。
我們使用的電源分為交流電源和直流電源,一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓,整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。
  無論是用于家庭還是用于工廠,單相交流電源和三相交流電源,其電壓和頻率均按各國的規定有一定的標準,如我國大陸規定,直接用戶單相交流電為 220V,三相交流電線電壓為380V,頻率為50Hz,其它國家的電源電壓和頻率可能于我國的電壓和頻率不同,如有單相100V/60Hz,三相 200V/60Hz等等,標準的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。
  通常,把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。
  為了產生可變的電壓和頻率,該設備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC),這個過程叫整流。
  把直流電(DC)變換為交流電(AC)的裝置,其科學術語為“inverter”(逆變器)。
  一般逆變器是把直流電源逆變為一定的固定頻率和一定電壓的逆變電源。對于逆變為頻率可調、電壓可調的逆變器我們稱為變頻器。
  變頻器輸出的波形是模擬正弦波,主要是用在三相異步電動機調速用,又叫變頻調速器。
  對于主要用在儀器儀表的檢測設備中的波形要求較高的可變頻率逆變器,要對波形進行整理,可以輸出標準的正弦波,叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的15--20倍。
  由于變頻器設備中產生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”,故該產品本身就被命名為“inverter”,即:變頻器。
變頻器也可用于家電產品。使用變頻器的家電產品中,不僅有電機(例如空調等),還有熒光燈等產品。
用于電機控制的變頻器,既可以改變電壓,又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調節電源供電的頻率。
汽車上使用的由電池(直流電)產生交流電的設備也以“inverter”的名稱進行出售。
變頻器的工作原理被廣泛應用于各個領域。例如計算機電源的供電,在該項應用中,變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。


電機的旋轉速度為什么能夠自由地改變?


 n = 60f/p(1-s)  n: 電機的轉速 f: 電源頻率 p: 電機磁極對數 s:電機的轉差率
  電機的轉速 = 60(秒)*頻率(Hz)/電機的磁極對數 - 電機的轉差率
電機旋轉速度單位:每分鐘旋轉次數,rpm/min也可表示為rpm 
電機的旋轉速度同頻率成比例 同步電機的轉差矩為0,同步電機的轉速 = 60(秒)*頻率(Hz)/電機的磁極對數


異步的轉速比同步電機的轉速低。
  例如:4極三相步電機 60Hz時 低于 1,800 [r/min]  4極三相異步電機 50Hz時低于 1,500 [r/min]
這里所指的電機為感應式交流電機,在工業領域所使用的大部分電機均為此類型電機。
感應式交流電機(以后簡稱為電機)的旋轉速度近似地確決于電機的極對數和頻率。
由電機的工作原理決定電機的磁極對數是固定不變的。由于電機的磁極對數1個磁極對數等于2極,電機的極數不是一個連續的數值(為2的倍數,例如極數為2,4,6),所以不適和改變該值來調整電機的速度。
另外,頻率是電機供電電源的電信號,所以該值能夠在電機的外面調節后再供給電機,這樣電機的旋轉速度就可以被自由的控制。
因此,以控制頻率為目的的變頻器,是做為電機調速設備的優選設備。 
改變頻率和電壓是最優的電機控制方法
如果僅改變頻率,電機將被燒壞。特別是當頻率降低時,該問題就非常突出。為了防止電機燒毀事故的發生,變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。
例如:為了使電機的旋轉速度減半,變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz,這時變頻器的輸出電壓就必須從400V改變到約200V。


如果要正確的使用變頻器, 必須認真地考慮散熱的問題。


變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環境溫度升高10度,變頻器使用壽命減半。 因此,我們要重視散熱問題啊!
在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的,不能忽視其發熱所產生的影響
通常,變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發熱量大概是多少. 可以用以下公式估算:


發熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W] 

在這里, 如果變頻器容量是以恒轉矩負載為準的 (過流能力150% * 60s),如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好。
這時可以用估算: 變頻器容量(KW)×60 [W] 因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產品. 注意: 如果有制動電阻的話,因為制動電阻的散熱量很大, 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開, 如裝在柜子上面或旁邊等。
那么, 怎樣采能降低控制柜內的發熱量呢?
當變頻器安裝在控制機柜中時,要考慮變頻器發熱值的問題。
根據機柜內產生熱量值的增加,要適當地增加機柜的尺寸。因此,要使控制機柜的尺寸盡量減小,就必須要使機柜中產生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時,把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面,將會使變頻器有70%的發熱量釋放到控制機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發熱量,所以對大容量變頻器更加有效。
還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。
變頻器散熱設計中都是以垂直安裝為基礎的,橫著放散熱會變差的!
關于冷卻風扇
一般功率稍微大一點的變頻器, 都帶有冷卻風扇。同時,也建議在控制柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網以防止灰塵進入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風扇都是要的,不能誰替代誰。其他關于散熱的問題
1、在海拔高于1000m的地方,因為空氣密度降低,因此應加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容,1000m每-5%。但由于實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大, 所以也要看具體應用。 比方說在1500m的地方,但是周期性負載,如電梯,就不必要降容。

2、 開關頻率

變頻器的發熱主要來自于IGBT, IGBT的發熱有集中在開和關的瞬間。 因此開關頻率高時自然變頻器的發熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容, 就是這個道理。
矢量控制是怎樣使電機具有大的轉矩的?
1: 轉矩提升
此功能增加變頻器的輸出電壓,以使電機的輸出轉矩和電壓的平方成正比的關系增加,從而改善電機的輸出轉矩。 改善電機低速輸出轉矩不足的技術
使用"矢量控制",可以使電機在低速,如(無速度傳感器時)1Hz(對4極電機,其轉速大約為30r/min)時的輸出轉矩可以達到電機在50Hz供電輸出的轉矩(最大約為額定轉矩的150%)。
對于常規的V/F控制,電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加,這就導致由于勵磁不足,而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足,變頻器中需要通過提高電壓,來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做“轉矩提升”。
轉矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓,電機轉矩并不能和其電流相對應的提高。 因為電機電流包含電機產生的轉矩分量和其它分量(如勵磁分量)。
“矢量控制”把電機的電流值進行分配,從而確定產生轉矩的電機電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的數值。

 "矢量控制"可以通過對電機端的電壓降的響應,進行優化補償,在不增加電流的情況下,允許電機產出大的轉矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。


變頻器制動的情況
  1: 制動的概念
指電能從電機側流到變頻器側(或供電電源側),這時電機的轉速高于同步轉速。
負載的能量分為動能和勢能. 動能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積。當動能減為零時,該事物就處在停止狀態。
機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。
對于變頻器,如果輸出頻率降低,電機轉速將跟隨頻率同樣降低。這時會產生制動過程. 由制動產生的功率將返回到變頻器側。這些功率可以用電阻發熱消耗。
在用于提升類負載,在下降時, 能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側,進行制動。
這種操作方法被稱作“再生制動”,而該方法可應用于變頻器制動。
在減速期間,產生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到變頻器電源側的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中,這種應用需要“能量回饋單元”選件。
  2:怎樣提高制動能力?
為了用散熱來消耗再生功率,需要在變頻器側安裝制動電阻。
為了改善制動能力,不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用“制動電阻”、“制動單元”或“功率再生變換器”等選件來改善變頻器的制動容量。
3. 當電機的旋轉速度改變時,其輸出轉矩會怎樣?
變頻器驅動時的起動轉矩和最大轉矩要小于直接用工頻電源驅動時的起動轉矩和最大轉矩。
我們經常聽到下面的說法:“電機在工頻電源供電時,電機的起動和加速沖擊很大,而當使用變頻器供電時,這些沖擊就要弱一些”。如果用大的電壓和頻率起動電機,例如使用工頻電網直接供電,就會產生一個大的起動沖擊(大的起動電流 。而當使用變頻器時,變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的,所以電機產生的轉矩要小于工頻電網供電的轉矩值。所以變頻器驅動的電機起動電流要小些。
通常,電機產生的轉矩要隨頻率的減小(速度降低)而減些減小的實際數據在有的變頻器手冊中會給出說明。
通過使用磁通矢量控制的變頻器,將改善電機低速時轉矩的不足,甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。
當變頻器調速到大于額定頻率20%時,電機的輸出轉矩將降低
通常的電機是按照額定頻率電壓設計制造的,其額定轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恒轉矩調速. (T=Te, P<=Pe) 變頻器輸出頻率大于額定頻率時(如我國的電機大于50Hz),電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降。
當電機以大于額定頻率20%速度運行時,電機負載的大小必須要給予考慮,以防止電機輸出轉矩的不足。
舉例,額定頻率為50Hz的電機在100Hz時產生的轉矩大約要降低到50Hz時產生轉矩的1/2。因此在額定頻率之上的調速稱為恒功率調速. (P=Ue*Ie)

高壓變頻器廣泛應用于電廠、水泥廠、冶金等行業中

 
我國水泥工業的發展歷史,逐漸從規模小、技術落后、資源浪費型工業向集團規模化、計算機集中控制、節能增效型現代化管理企業轉變。伴隨著這種轉變,不論從宏觀方面處于國家政策大力提倡推行的節能大趨勢下出發,還是從企業本身的降低電耗成本增加產品競爭力的需求出發,節能已成為目前水泥工廠設計和建設中不可缺少的環節。在水泥生產過程中,電能消耗非常大,電費在水泥生產成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設備配置中,生料制備和熟料燒成段風機功率約占設備總功率的40%左右。所以風機的電耗直接影響到水泥企業的生產成本。能否控制好風機的電耗,特別是大型風機的電耗,對降低水泥生產成本,提高企業的經濟效益是至關重要的。實踐證明,采用變頻器控制風機調節風量,能達到顯著的節能效果。

   目前新建的新型干法生產線,規模大、技術要求高、投資較大,因而生產線上高溫風機、循環風機、廢氣風機通常為大功率高壓電機,高壓變頻器的應用不可避免地越來越多。那么在實際應用中,如何根據工程實際情況進行選擇?在方案制定及施工圖設計時需要注意什么問題?以下就結合高壓變頻器的節能原理、類別及應用方式對以上問題進行探討。

  1 高壓變頻器的節能原理

   所謂的“節能”,不僅僅是節省能耗,還包括不浪費能源,用一句最簡單的話說就是:“你需要多少,我就給你提供多少!”。通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩類負載,其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率lP具有如下關系Q∝n H∝n2 P∝n3。即流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。在實際生產中,往往利用調節高溫風機的轉速來調節系統風量。而隨著轉速的降低,風機在維持效率不變(風阻不變為前提)的狀態下,軸功率以轉速的立方關系下降,電機消耗的電能急劇減小。例如風量下降到80%,轉速也下降到80%時,其軸功率則下降到額定功率的5 1%;若風量下降到50%,軸功率將下降到額定功率的13%,其節電潛力非常大。而采用進口導流葉片調節時,風量下降導致風機效率降低和風壓的升高,運行工況偏離額定工況越遠效率越低。因此,風量雖然下降了,但風機軸功率及電機消耗的電能變化并不大,這就是風機變頻調速的節能依據。

   而在風機調速的的方法上,目前使用較多的還有液力偶合器調速及液體電阻調速。液力偶合器是一種以液體(多數是油)為工作介質,利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內液體的充滿度,就可以改變液力偶合器所傳遞的轉矩和輸出軸的轉速,使液力偶合器電機端和風機端的轉速不一致,從而在電動機速度不改變的條件下對風機調速,實現調節風量的目的。由于液力偶合器在調節過程中要產生轉差功率損耗、容積損耗、機械損耗,這些損耗所產生的熱量需要大量冷卻介質來冷卻,而液力偶合器傳動效率等于轉速比,速度越低,液力偶合器效率越低。所以液力偶合器節能效果不太理想。它主要有以下一些不足:效率低、損耗大、調速精度低、速度響應慢、轉速不穩定、滑差大、有時丟轉、需配備相應的油系統及調節系統、可靠性低。

   而液體電阻調速器是通過調整液體電阻中兩極板間的距離,來改變串入電機轉子回路中的電阻,從而改變轉差率達到改變電機轉速的目的。由于繞線式電機轉子線圈串入不同電阻后,對應的轉差率不同。電阻越大,電機轉速越低;電阻為零,電機達到全速,這就是液體電阻啟動調速器的基本原理。由于液體電阻調速器在調節過程中要產生轉差功率損耗、電阻通電所產生的熱耗,所以液體調速器節能效果也不太理想。它的缺點主要是:調速范圍小,最大為2:1;由于通過檢測實際轉速與設定值比較來升降極板,在實際運用中,調速精度低、速度響應慢、轉速不穩定、易受溫度影響;并且在調速過程中,電解液中流過轉子電流會產生大量熱量,需使用循環水進行冷卻;采用繞線型電機,結構復雜,維護工作量大,需增加轉子電纜接線。

   而交流變頻調速的特點是效率高,沒有調速帶來的附加轉差損耗,調速的范圍大、精度高、無級調速,并且實現電機軟啟動,延長電機使用壽命,減小啟動電流對電網的沖擊。使用結構簡單、可靠耐用、維護方便的鼠籠式電動機,又能達到節電的顯著效果,是風機節能的較理想的方法。

2高壓變頻器的類別

   比較實用并已產品化的高壓變頻器,按其主接線可分為“交一交”變頻和“交一直一交”變頻兩大類,在“交一直一交”變頻領域中較有代表的主流產品按中間直流濾波環節的不同,主要可分為電流源型、三電平電壓源型、單元串聯多電平電壓源型。

2.1“交一交”變頻器

   “交一交”變頻器是采用晶閘管實現無直流環節的直接由交流到交流的變頻器,也叫做周波換流器。當電壓在3 kV以下時,每相要用12只晶閘管,三相共36只;當電壓超過3 kV時,晶閘管必須串聯使用,所用的晶閘管要成倍增加。其優點是可用于驅動同步和異步電機;堵轉轉矩和保持轉矩大;動態過載能力強;可四象限運行;電機功率因數可為COSφ=1;極佳的低速性能;弱磁工作范圍廣;轉矩質量高;效率高。其缺點是功率因數與速度有關,低速時功率因數低;最大輸出頻率為電源頻率的1/n(n=2,3,….);最大轉速<500 r/min;網側諧波大,此類變頻器適用于軋鋼機、船舶主傳動和礦石粉碎機等低速轉動設備,不適合在水泥廠應用。

2.2 GTO(SGCT)電流源型變頻器

   采用自關斷器件GOT(SGCT)的電流源型變頻器,直流電路有大電感,可起到保護開關器件的作用。可用于異步電機的調速,其功率范圍可達1.5~10 Mw,電壓范圍可達1.5~6 kV,輸出頻率可達220 Hz。電壓超過3 kV時,功率器件需要串聯。其優點是采用合適的:PWM脈沖形式時可得到很低的轉矩脈動;輸出頻率高,可達220 Hz;電機的損耗小;可四象限運行;動態性能高;可實現無熔斷器設計,可靠性高;對電機絕緣無損害,電纜長度無限制。其缺點是不宜弱磁運行;功率因數與速度有關。當網側采用晶閘管整流時,輸入電流諧波大,需加多相隔離變壓器,采用18脈沖整流以減少網側諧波,但如果在網側采用PWM整流器,不僅能滿足諧波標準而且可取消隔離變壓器。此類變頻器適用于水泵、風機、壓縮機等,代表產品為美國羅克韋爾(AB)公司生產的功率器件串聯電流源型變頻器。

2.3三電平電壓源型變頻器

   采用高壓HV_IGBT或IGCT的三電平電壓源型變頻器,功率范圍可達9 100kVA,電壓范圍可達6600V,輸出頻率可達150 Hz。其優點是效率高,輸出頻率高;動態性能好,過載能力強;轉矩脈動小,電機噪聲小;網側配置多樣化,可實現12、18或24脈沖整流,以減少網側諧波;對電機絕緣無影響,輸出電纜長度無限制;與基波一致的功率因數;高可靠的無熔斷器設計。其缺點是不可控二級管整流器,單象限運行,要四象限運行需采取額外的措施;如果采用GTO或IGCT器件,需要復雜的緩沖電路及門極觸發電路;直流環節需扼流圈,并需要輸出濾波器。此類變頻器適用于風機、水泵、傳送帶、礦石粉碎機、軋機、擠壓機、窯傳動等,代表產品為歐洲ABB、西門子公司的三電平電壓源型變頻器。

2.4單元串聯多電平電壓源型變頻器

   采用低壓LV—IGBT的單元串聯多電平電壓源型變頻器其功率范圍可達3~220 MW,電壓范圍可達10 kV。其優點是極低的輸出諧波含量,在無輸出濾波器的情況下,可使I-ID<0.3%,堪稱“完善無諧波”變頻器;極低的轉矩紋波和電機噪聲;功率因數可達0.95;對電機絕緣無損害,電纜長度無限制;便于冗余設計。其缺點是只能單象限運行;不能進行旁路切換;不能實現無熔斷器設計;體積大,笨重;元器件非常多,因而可靠性差;電容器多,易發生漏電問題;功率節點多,增加連接難題;多電平結構的變壓器必須和變頻器集成在一起,使電氣室的空間和散熱成為問題;考慮空間要求時,大容量裝置只能采用水冷方式。此類變頻器適用于風機、水泵,代表產品為美國羅賓康公司利用低壓IGBT生產的單元串聯多電平變頻器。

3高壓變頻器的應用方式

   高壓變頻器在水泥廠的應用中通常采用“交一直一交”變頻方式,而“交一直一交”變頻又可分為“高一低一高”方式及“高一高”方式。“高一低一高”方式,其實質上還是低壓變頻,只不過是從電網和電動機兩端來看是高壓。該方式是中壓變頻技術發展中的一種由低壓變頻向中壓變頻過渡的方式。因其存在著中間低壓環節需要增加變壓器、無功補償器、諧波濾波器,控制復雜,可靠性較低,檢修比較困難,設備占地面積和體積較大,系統的整體效率較低,設備的維護費用和故障均會相應提高,目前已處于逐步淘汰的階段。而隨著中壓變頻技術的發展,特別是新的大功率可關斷器件的研制成功,直接高壓變頻即“高一高”方式,因沒有中間的低壓環節,所以效率高、主回路簡單、工作可靠,是目前高壓變頻應用的主流。

3.1“高低一高”變頻調速系統

   此種調速控制方案是將高壓通過降壓變壓器,使變頻器的輸入電壓降低,這樣可以采用各大公司一般的交流變頻器,然后將變頻器的輸出電壓通過升壓變壓器提高到6 kV以滿足交流電動機的電壓要求,但此方案存在著以下問題:

   (1)“高一低一高”變頻系統需要用2個變壓器,設備環節比較多,占地面積比較大,從而降低了效率,且降壓、升壓變壓器不能互換,升壓變壓器需要特制,以減弱高次諧波的影響,成本會有所上升。

   (2)該系統輸出波形畸變較大,高次諧波含量較高,對電機的絕緣要求很高。

   (3)該系統中的變頻器整流部分普遍采用可控硅橋式整流電路,在電機低速運行時變頻器的功率因數比較低,波形畸變很大,逆變部分大多采用6脈沖或12脈沖,輸出波形失真較大,有大量高次諧波存在。

   (4)該系統中的變頻器工作在低電壓狀態,為滿足功率輸出的要求,工作電流會很大,往往要求變頻器元件進行并聯運行,為此必須進行元件配對,加均流措施,檢修要求比較高。

3.2“高一高”變頻調速系統

   “高一高”變頻調速系統(又稱直接高壓變頻系統)是20世紀90年代針對“高一低一高”變頻調速系統缺陷 所研制成功的新一代變頻調速系統。該系統從根本上解決了“高一低一高”變頻調速系統存在的問題,是一種性能優越的變頻調速設備,它的優勢在于:

   (1)此系統一般使用l臺變壓器與電網隔離,變頻器輸出直接到電機。由于采用了橋式整流電路,在整個調速過程中功率因數很高,coS遠遠大于O.85,不需要裝設無功補償裝置;又因為“高一高”變頻調速系統采用多重化脈寬控制,通過模塊輸出串聯迭加消除高次諧波的影響,不需要再裝諧波濾波器。

   (2)簡化了主電路和控制電路的結構,變頻器在中央處理器調節器控制下,調整整流及逆變部分的控制量,通過調節逆變器的脈沖寬度和輸出電壓頻率,既實現調壓,又實現調頻,在處理器中集成了高精度的電機理論模型,高速采集變頻器和電機的狀態參數,進行優化處理,調節器進行無偏差的前饋控制,使控制誤差降到了最小,從而使裝置的體積小,重量輕,可靠性高,占地面積小。

   (3)改善了系統的動態特性,變頻器中逆變器的輸出頻率和電壓,都在逆變器內控制和調節,因此,調節速度快,調節過程中頻率和電壓的配合較好,系統的動態性能好。

   (4)該系統有很好的對負載供電的波形。變頻器的逆變器輸出電壓和電流波形接近正弦波,從而解決了由于以矩形波供電引起的電機發熱和轉矩降低問題,改善了電動機的運行性能,“高一高”變頻系統適用于常規電機和電纜的絕緣要求,現有的電機、電纜均可以繼續使用。

   (5)該系統變頻器工作在高壓狀態,功率模塊均封裝在絕緣板箱內,拆裝方便,用戶可以安全方便地對每個單元進行診斷和查找故障,系統的檢查和調正可以在變頻器運行中進行,操作人員可以在線調整參數。

   (6)采用高精度、高速度和光纖數字通訊控制技術,保證了低壓控制部分和高壓電機部分可靠電壓隔離。

4高壓變頻器的方案設計

由于在實際工程中存在種種不同的情況以及不同的要求,高壓變頻調速的應用方式也多種多樣,由于“高一低一高”變頻方式處于淘汰階段,所以主要針對在“高一高”變頻方式應用中需要重視的幾個方面進行探討。

4.1整流方案選擇

   采用高壓變頻器的調速系統因其節能效果明顯、調節方便、維護簡單等優點,而被越來越多地應用。但它的非線性、脈沖性用電的工作方式,帶來的干擾問題亦倍受關注。對于一臺高壓變頻器來講,它的輸入端和輸出端都會產生高次諧波,輸入端的諧波會通過輸入電源線對公用電網產生影響。一般來講,變頻器對容量大的電力系統影響不是十分明顯,但是對于系統容量小的系統,諧波產生的干擾就不可忽視,它對公用電網是一種污染,客觀的存在對公用電網和其它系統的危害大致有:

   (1)諧波使公用電網的元件產生了附加的諧波損耗,降低了發電、輸電及用電設備的使用率,大量的三次諧波流過中線時會使線路過熱甚至發生火災。

   (2)諧波影響各種電氣元件的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外,還會產生機械振動、噪音和過電流,使電容器、電纜等設備過熱,絕緣老化、壽命縮短以至損壞。

   (3)諧波會引起公用電網局部的并聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,這就使上述的危害大大地增加,甚至引起嚴重事故。

   (4)諧波會對臨近的通訊系統產生干擾,導致通訊質量降低,甚至信息的丟失,使通訊系統無法正常工作。

通常抑制諧波的方法基本思路有三,其一是裝設諧波補償裝置來補償諧波;其二是對電力電子裝置本身進行改造,使其不產生諧波,且功率因數可控制為l;其三是在市電網絡中采用適當的措施來抑制諧波。在高壓變頻器應用實例中主要采取以下幾種措施來達到抑制諧波的效果,同時也產生了高壓變頻器在整流部分的幾種應用方案:

   (1)采用新型的整流器,取消隔離變壓器。大容量的變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術。高功率因數整流器主要采用PWM整流器,可構成四象限交流調速用變頻器。這種變頻器不但輸出電壓、電流為正弦波,輸入電流也為正弦波,且功率因數為l,還可以實現能量的雙向傳遞,代表了這一技術的發展方向。當電網電壓與變頻器和電機電壓相同時,推薦采用電源側串AC電抗器+PWM整流器的方案,由于PWM整流器在滿足電網對諧波要求的同時還提供了近似于1的功率因數,并優化了變頻的運行性能,采用此方案可獲得高系統效率,小安裝尺寸,低使用成本的變頻最佳效果。

   (2)三相隔離變壓器+諧波濾波器。在一些變頻器容量占總負荷比例較小、諧波并非主要問題的項目中,采用三相隔離變壓器+6脈沖整流器+諧波濾波器是消諧的最經濟方案。此時隔離變壓器應選用D一YNll接線組別的三相配電變壓器,以保證相電動勢接近于正弦形,從而避免相電動勢波形畸變的影響。在此種項目中如對安裝尺寸有特別限制,也可在電源側串適當的AC電抗器取代隔離變壓器,但對諧波抑制的效果較差,對電網的干擾較大,且僅適用于新電機。

   (3)采用多相脈沖整流。當電網電壓與變頻器和電機電壓不同、并且電機功率較大、對諧波干擾要求較高時,適合采用多相脈沖整流的方案。根據產品的不同(羅克韋爾、ABB、西門子、羅賓康等)有12脈沖整流、18脈沖整流、24脈沖整流、30脈沖整流的方案;配套的隔離變壓器也有較大差別。從實用角度來看整流橋組成12相脈沖整流即可消除5、7次諧波,已基本滿足電網諧波要求,因此900 kW以下采用12相脈沖整流即可,l 000.kW以上采用18脈沖整流、24脈沖整流、30脈沖整流均可達到要求的諧波標準。同時加大隔離變壓器的容量對抑制諧波、減少對電源的干擾也具有一定效果,具體指標可咨詢相關廠家的技術人員。

4.2其他注意事項

   確定了電壓等級及整流方案后,高壓變頻器的應用方案就已經基本確定了,接下來就是對各商家產品的了解與考察。目前在大中型水泥廠運用較多的還是國外的知名品牌,如羅克韋爾、ABB、西門子、羅賓康等,這幾大公司的產品在工作原理上屬于不同類別的變頻器,不過總的來說都具有較高的平均無故障率,能穩定可靠的工作,在實際工程中都有成功的應用案例。他們在工作原理、功率元器件、控制方式、制造技術、降低故障率、維護性能、方案配置上各有特色,可以針對以上因素及各項電氣指標進行綜合比較,最終確定產品。

   在進行施工圖設計時需注意以下幾個方面:在提出土建資料時,必須參考產品的詳細資料,根據變頻器(及隔離變壓器)的安裝尺寸、荷載、電纜路徑等提出合適、合理的土建資料,如有隔離變壓器,應盡量靠近變頻器布置,同時在布置室內外電纜溝或橋架時,盡量讓變頻器的進出線電纜使用單獨的路徑,特別是要避開控制及信號電纜,這樣可盡量減少變頻器工作時產生的電磁干擾。在進行電氣室布置時,必須考慮高壓變頻器的工作環境問題。由于變頻器是電子裝置,內含電解電容、電路板、芯片等電子元器件,如果環境溫度太高或含塵量較大,會影響其壽命及穩定性。所以盡可能設置單獨的變頻器室,同時進行散熱及防塵處理,通常采用以下方法:

   (1)外循環散熱方式:制作散熱風管,利用變頻器的內裝風扇或外加排風扇將變頻器內部產生的熱量排出到室外,同時從室外補充溫度較低的冷空氣,這時需根據變頻器所需的冷卻風量提供足夠的進風口面積,同時在進風口做好防塵處理。

   (2)內循環散熱方式:變頻器室作密閉防塵處理后,在室內安裝空調,控制溫度在20~25℃之間,空調制冷量根據房間面積及變頻器發熱量確定,一般情況下由于高壓變頻器發熱量較大,所需空調功率較大。

   另外需要注意的是隔離變壓器的溫度信號及瓦斯信號最好進變頻器作為聯鎖信號,當隔離變壓器發生溫度或瓦斯故障時,變頻器可立即停止運行,然后再向隔離變壓器的高壓配電裝置發出故障跳閘信號,從而跳掉變壓器的高壓側開關。這樣避免了變頻器在工作狀態時突然失去電源而對內部元器件造成損傷。還有在新建項目中進行高壓變頻主回路方案考慮時,可不考慮普通的備用回路,因為如果考慮備用回路,特別在電機功率較大的情況下,就會產生以下問題:鼠籠電機直接啟動電流太大需增加啟動設備,需增加配電柜、切換柜、電容補償柜等設備,投資大量增加,高壓柜保護參數也需變化,并且主回路及控制回路復雜,增加施工及調試難度。而高壓變頻器發展到現在已經是一種技術成熟、性能可靠的工業級產品,擁有很高的平均無故障時間,完全值得信賴,所以沒有必要考慮備用控制回路。

5總結

   在水泥廠工程中推廣使用高壓變頻器,帶來的不僅是節能所產生的直接經濟效益,還有其他的附加效益:通過變頻器實現電機的軟啟動,降低了啟動電流,避免了啟動時的機械沖擊,延長了電動機壽命;采用結構簡單、可靠耐用的鼠籠電機,從而降低了電動機的價格、維護工作量及費用;水泥廠排風系統中粉塵含量較大,對高速轉動中的風機及檔板磨損很大,采用變頻調速后,電機轉速降低,檔板全開,磨損大大減小,延長了使用壽命,降低了設備檢修費用;通過轉速對風壓及風量進行調整,操作簡單靈活,反應時間快,易與DCS系統構成自動控制回路,提高了自動化控制水平。所以在水泥廠采用高壓變頻器是不可避免的趨勢,希望通過本文對高壓變頻器的一些介紹及探討,對設計人員應用高壓變頻器時能有所幫助,在實際工程中科學、合理地應用高壓變頻器,讓高壓變頻器為水泥行業的節能增效發揮出更好的功效。

6 產品介紹

1 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統技術簡介
1.1 ZINVERT高壓變頻的技術優勢

   ZINVERT型智能高壓變頻調速系統為直接高壓輸出電壓源型變頻器,它通過采用多級H橋功率單元箱級聯的方式實現了高壓的完美波形輸出,無需升壓即可直接拖動普通異步電動機,無需加裝任何濾波器,諧波指標嚴格符合IEC及國標對電網諧波最為嚴酷的要求。相比而言,我司產品具有如下優勢:
   ● 功率因數高、諧波污染小、體積小、效率高――電壓源型直接高-高變頻器,相對于電流源型高壓變頻器,具有功率因數高,無需濾波器等優點。
   ● 抗電壓波動能力更強,掉電自動恢復功能――ZINVERT變頻調速系統對電網電壓適應范圍寬,網側電壓即使在65%~115%Ue范圍內波動時裝置不會停機,在-15%~+15%范圍內波動時在我方控制技術的支持下仍可帶額定負載持續運行。電網電壓低于65%額定電壓后,裝置終止高壓輸出,但電壓恢復正常后可自動無沖擊啟動電機(可設定)至正常運行狀態,不會影響連續生產。

國外產品

90%~105%額定電壓范圍內可滿載運行,70%~90%范圍內需降額運行。電壓低于65%后保護停機,恢復正常后不再啟。

國內同類產品

90%~110%額定電壓范圍內可滿載運行,65%~90%范圍內需降額運行。電壓低于65%后保護停機,恢復正常后不再啟。


   ● 專有核心“STT”技術,旋轉負載直接啟動――以往高壓變頻調速系統只能在電機靜態下方可啟動的情況,我公司技術人員多年從事電機的運行及控制的研究工作,在此基礎上獨創了“STT”算法,可確保電機在調速范圍內的任何轉速下,無需停車即可直接無沖擊啟動Zinvert型智能高壓變頻調速系統,因此在操作Zinvert智能高壓變頻調速系統時,不用顧慮電機的運行狀態,可以實現高壓電機即時的啟動和停止控制,為用戶的運行和維護帶來了極大的方便。例如在一些緊急事故的處理過程中為保證機組不停機,需要隨時啟動高壓變頻器,就要用到該功能。我公司為首家實現該功能的廠家,并通過了國家機構的試驗驗證。

國外產品

部分產品具備電機飛車啟動功能,但需另購模塊,費用增加

國內同類產品

多處于研發之中,少數廠家聲稱具有,未通過國家檢驗,或實際應用會有問題。


   ● 主回路專利技術與三重保護功能的高壓輸出突發短路“SCP”防護技術――為我公司專利技術,高壓電動機在長時間的運行過程中,電纜頭或是電機內部兩相短路的情況時有發生,由于IGBT管安全工作區的限制,幾毫秒內只允許幾倍于額定電流的電流流過,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或是連接電機的電纜可能發生相間短路的情況而設置了主回路、硬件檢測、軟件保護三重短路保護功能,可有效保護電機及高壓變頻調速系統的安全,在此技術的支持下可以確保每一臺ZINVERT產品都能經過輸出兩相突發短路試驗,進一步提高了運行可靠性。
  我公司Zinver智能高壓變頻調速系統為國內首家通過國家權威檢測機構輸出兩相短路監督試驗。

國外產品

資料中未提及輸出兩相防護功能,在國內未通過天傳所檢測

國內同類產品

不具備,可靠性低


   ● 允許掉電時間最長的高壓變頻調速系統――可達60秒。在我國由于電網容量或是其他因素的影響,輸入電壓的瞬時跌落或是瞬時停電時有發生,但經過一段時間后電壓往往能自行恢復,一般的高壓變頻器在輸入電壓跌落超過一定時間或是輸入掉電后變頻器便會保護停機,或者是最多支撐運行幾秒鐘后停機,此種現象在我國已發生多起并導致機組停機(包括一些應用進口高壓變頻器在內的一些實例)。ZINVERT充分研究并考慮了此種因素的影響,在輸入跌落或者是輸入掉電后,只要是在設定的時間內電壓恢復正常(最長可設定至30秒),ZINVERT能自行無沖擊啟動,將電機拖動至運行前的狀態,不會終止后續生產。

國外產品

允許掉電時間為100ms100ms之后裝置保護停機,不符合中國電網情況

國內同類產品

部分廠家允許掉電3秒鐘,超過3秒后裝置停機,無法應對某些應用工況


   ● 多回路供電技術,無電源敏感性――可靠性高,ZINVERT變頻器控制系統具備外部提供輔助控制電源、內部高壓自產控制電源、內置UPS電源等三路供電回路,各路之間無擾切換,高壓帶電后,即使無任何外部輸入電源,成套系統均可正常工作,進一步提高了可靠性。

國外產品

一路供電(用戶無直流情況)或兩路供電,外部電源缺失情況下不能運行

國內同類產品

一路供電(用戶無直流情況)或兩路供電,外部電源缺失情況下不能運行


   ● 高可靠性EMC設計,超級看門狗技術保證系統運行穩定性――ZINVERT變頻器控制系統采用光纖通信、光電隔離、電磁隔離、濾波模塊、軟件看門狗、硬件看門狗、柜體導電密封等EMC措施,大大提高系統的抗干擾柜性能,獨家具有的“超級看門狗”實現控制電源2秒內的完全失電、控制系統復位后仍可恢復至正常設定運行狀態,保證系統運行的可靠性與穩定性。

國外產品

具有較完善EMC防護措施,無超級看門狗功能,控制電源掉電或系統復位停機

國內同類產品

具有一般EMC防護措施,無超級看門狗功能,控制電源掉電或系統復位停機


   ● 采用預充電電路,保護器件、工變頻進線開關保護無需變化――由于采用單元預充電電路,避免系統上電時的單元整流濾波大容量的充電電流,保護整流橋、電解電熱器不受沖擊而影響壽命;另外避免系統上電時變壓器勵磁涌流與充電電流同時導致進線電流過大超過開關柜上配置的工頻運行時的電動機保護的誤動,無需更改整定值或保護切換、加裝保護裝置等。

國外產品

少數廠家有預充電電路

國內同類產品

除極個別廠家外,不具有預充電電路,可能要求用戶更改進線開關原保護定值或加裝保護


   ● 系統無高壓可調試控制功能,具有單元直流電壓與電容老化檢測功能,顯示信息齊全,控制精準――采用獨創技術可實現沒有高壓時即可對包括單元在內的控制系統進行調試,保證系統安裝調試與運行維護的方便與全面性。采用國家專利技術對系統內各單元包括直流電壓在內的各模擬與數字信號進行采集,并在控制器顯示,保證電壓控制的精準、系統運行信息與故障信息記錄的內容豐富,定位準確。在電壓源高壓變頻器產品中獨具的電容檢測功能使得用戶可以通過定期對電容器的充放電功能檢驗電容器的使用老化情況從而預計電容器壽命,從而為設備的調試、運行、維護、充分利用設備使用壽命創造極大方便性。

國外產品

上高壓調試單元,無單元直流電壓、電容器老化檢測功能

國內同類產品

個別廠家具有無高壓調試單元功能,無單元直流電壓、電容器老化檢測功能


   ● 加、減速自適應功能使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國產高壓變頻器――能保證在不正確的加、減速設定時間下裝置不會在加、減速過程中保護停機,有效的解決了變負荷下加、減速時間的自適應控制,充分利用變頻器斷時間的電流過負載裕度和直流過電壓裕度,使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國產高壓變頻器。

國外產品

無。需設定正確的加、減速時間,帶來運行問題

國內同類產品

無。需設定正確的加、減速時間,帶來運行問題


   ● 完整的工頻/變頻自動互切技術――現在的高壓變頻調速系統一般設置工頻旁路切換柜,變頻器發生故障時能使高壓電機轉至工頻運行,旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式,手動旁路需人工操作,時間較長,適應于無備用裝置或不重要的運行工況,自動旁路可在變頻器發生故障后直接自動轉換至工頻運行。我公司提供的自動旁路切換柜,不僅可實現變頻故障情況下自動由變頻轉換至工頻運行狀態,還可實現在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉換至變頻的功能,整個轉換過程不會對用戶設備的運行造成任何影響。

國外產品

旁路柜為國內配套,不能自動旁路(需修改控制軟件),不能實現工頻/變頻互切,只實現變頻轉為工頻

國內同類產品

自動切換時不能實現工頻/變頻互切,只實現變頻轉為工頻,無法實現工頻轉變頻運行


   ● 完整的保護配置功能與專業微機保護技術――ZINVERT的控制系統保護功能配置完全參照IEC中壓變頻傳動設備標準IEC61800-4標準(我國國家標準等同采用)的要求,配置齊全,技術專業。高壓變頻調速系統前級為輸入移相整流變壓器,因此變頻運行時開關柜應提供變壓器保護而非電動機保護功能,但一旦變頻故障后切換至工頻運行后,開關柜應提供電動機保護而非變壓器保護功能,因此變頻器設置的工頻/變頻切換功能導致了用戶設備保護技術方面的問題。我公司為高壓電動機、變壓器保護技術的研發與生產廠家,具有全套中壓馬達保護控制技術,ZINVERT已全部移植公司電動機、變壓器核心保護控制技術,系統地解決了工頻/變頻切換時保護功能的切換難題,可滿足客戶設備變頻運行時開關提供變壓器保護,而在工頻旁路運行采用電動機保護。

國外產品

自身帶簡單的電動機保護,但無法提供解決工頻/變頻切換方式下保護的系統解決方案

國內同類產品

需特殊保護,無保護裝置研發能力,個別廠家帶簡單的電動機保護,但無法提供解決工頻/變頻切換方式保護的系統解決方案

 
   ? 獨特結構設計,散熱效果好,設備環境適應能力強――ZINVERT系統單元與散熱結構設計獨特,元件選用裕度大,控制電路采用專門工藝處理,系統檢驗手段齊備、項目嚴格,產品對溫度、濕度、粉塵、氣體等環境要求條件相對較寬。公司可提供戶外型箱式一體化高壓變頻調速系統,方便戶內空間緊張的客戶設備的安裝。我公司研發的全國唯一一臺戶外型高壓變頻調速系統已安全運行三年以上。

國外產品

單元采用長風道設計,環境溫度、濕度等條件要求嚴格,超過則可能導致停機或不能啟動;對于現場許采用需個性化設計,無法提供

國內同類產品

單元采用長風道設計;對于戶外箱式系統無法提供


   ● 完善的研發、檢驗與出廠試驗保證能力――公司為保證產品的研發、試驗與檢驗,自建高壓試驗室由供電公司10kV專線直供,建立了全國最大的高壓變頻電機動態負載試驗基地(試驗負載為大容量風機),可滿足有功功率2500kW以下、容量不超過30MVA的高壓變頻調速系統的單元箱的全部試驗和成套出廠試驗,每套出廠產品整機均經過高壓(10kV或6kV)滿負荷試驗,現場安裝、調試、投運時間短。可為用戶培訓、產品出廠試驗驗收提供條件,我公司可承諾所有宣稱的產品技術性能和功能可由客戶隨意選定,在公司試驗室或是現場通過檢定。

國外產品

不清楚

國內同類產品

試驗負載為空載電機或小負載,采用低壓升壓形式,試驗容量小



承諾:
   每一臺產品出廠前經過全面檢測和高壓滿負荷試驗,可接受用戶任何有關的試驗考核;公司以準確、及時的技術響應確保產品售后服務水平,并承諾現場安裝調試完畢后產品一次投運成功。

1.2 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統結構與原理
2.1.1 系統原理

   ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統采用多個功率單元串聯的形式。電壓疊加原理類同于“電池組疊加”技術。對于10kV系統,每相九單元串聯,每個功率單元輸出交流有效值Vo為642V,相電壓為5774V,線電壓為10kV。
2.1.2 功率單元結構
   功率單元主要由三相橋式整流橋、預充電回路、濾波電容器、IGBT逆變橋構成,同時還包括由功率器件驅動、保護、信號采集、光纖通訊等功能組成的控制電路。通過控制IGBT的工作狀態,輸出PWM電壓波形。每個功率單元在結構及電氣性能上完全一致,可以互換。
2.1.3 輸入側
   ZINVERT 系列智能高壓變頻調速系統在10kV電源側采用多達54重化的整流技術,電網側諧波污染小,功率因數高,無需功率因數補償及諧波抑制裝置,對同一電網上用電的其它電氣設備不產生諧波干擾。
2.1.4 輸出側
   在輸出側由每個單元的L1、L2輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電,由于采用多重化的正弦脈寬調制SPWM技術,輸出諧波非常小,可消除葉片與軸承的振動,無需諧波抑制裝置可直接適配各種電機。
2.1.5 控制器
   主控制部分以雙專用DSP(數字信號處理器)為控制核心,輔以可編程邏輯器件,實現SPWM波形控制及各種信號的檢測、分析判斷和處理。控制器雙屏直觀顯示,具備虛擬示波器功能,可實時顯示輸入、輸出交流電壓電流波形,高達128點的快速傅利葉變換,進行諧波分析、實時刷新頻譜分析。控制電源采用三路電源切換技術,保證供電可靠性。另外,當控制電源掉電后,可由系統配備的UPS繼續供電。
   主控制部分和單元控制部分的控制信號通過光纖進行信號傳輸,可有效避免電磁干擾,增強系統的可靠性。

1.3 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統功能
2.2.1 啟動方式

   ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統具有正常啟動和軟起動兩種方式:
   正常啟動方式:調速系統按正常方式啟動后,閉環或開環運行于設定值。
   軟啟動方式:對于大功率電機,采用此調速系統對電機進行無沖擊電流啟動,啟動完成后電機切換至工頻電源,完成電機的軟啟動。
2.2.2 運行方式
   閉環控制:檢測回路獲得被控制量的實際值,與設定值比較,得到偏差信號。偏差信號經過PID調節來控制電機轉速,調節被控制量,使之與設定值一致。
   開環控制:選擇開環控制,頻率控制信號由頻率設定方式給定,輸出按照負載特性設定的幾種壓頻比曲線方式控制電機運行。
2.2.3 頻率設定功能
   運行頻率設定方式包括:LCD面板設定、控制柜電位器設定、外部4~20mA或0~10V模擬信號輸入給定、開關量頻率升降給定、上位機給定等多種給定方式。
2.2.4 控制方式
   本地控制:利用系統控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕等就地控制。
   遠方控制:系統提供數字和模擬輸入接口,由DCS或上位機實現控制。
2.2.5 參數設定功能
   可以設定轉矩提升、U/f加速曲線以適應不同的負載情況,可以設定多達3個共振頻率躲避區域,可以按現場情況需要設定電機保護參數、輸出量功能定義設置等。
2.2.6 故障報警與查詢功能
   具有故障報警和故障查詢功能,提高故障排除效率,為用戶維護提供方便。
2.2.7 運行狀態記錄與顯示
   ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統具有自動記錄運行狀態和進行顯示的功能,并對顯示數據分類,方便日常維護。同時可通過串行通信與上位機連接,將運行狀態信息上傳到上位機,對記錄數據進行分析、報表打印等。
2.2.8 旁路功能
   工頻旁路:當變頻調速系統發生故障停機或對變頻調速系統進行檢修時,電動機直接接電網工頻運行,以提高整個系統的適應能力,保證用戶負荷的連續運行要求。
   單元旁路:ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統還設計有功率單元旁路功能。當某個單元發生單元過熱、單元短路、單元充電等故障時,控制系統自動將該功率單元從系統切除,同時將與其同級不同相的其它兩個單元切除,保證系統在一定的帶載能力下繼續運行。
2.2.9 其他功能:
   聯動控制:ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統可以根據用戶需要提供聯動控制功能,控制生產流程中其他部件。
   編程運行:可以根據負載運行特性進行編程控制,實現最經濟的運行方式。

1.4 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統產品關鍵元器件表
   ZINVERT智能高壓變頻調速系統設計上,除柜體、外殼、導線、刀閘、電阻、變壓器等原器件、材料采用國內優質產品外,主要的電力電子器件、電子器件、散熱風機、PLC等器件均采用國際知名品牌,保證產品品質,下面是主要關鍵元器件的列表:

序號

名稱

產地

生產廠家

1

IGBT

德國

EUPEC/SEMIKRON

2

整流橋

德國

SEMIKRON/IXYS

3

可控硅

德國

SEMIKRON/IXYS

4

IGBT驅動模塊

瑞士

CONCEPT

5

PLC

日本/德國

MITSUBISHI/SIEMENS

6

電解電容

美國/德國

CDE/EPCOS

7

光纖轉接器

德國

HARTING/SIEMENS

8

控制器CPU

美國

TI

9

散熱風機

德國

EBM

10

移相變壓器

北京

北京新華都

 
1.5 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統技術參數

  輸入頻率

  45Hz- 55Hz

  輸入電壓波動范圍

  65% - 115%

  輸入功率因數

  >0.96  (>20%負載)

  效率(含整流變壓器)

  額定負載下>96%

  輸入電流諧波(THD)

  <4%(實測值<1.0%)(滿負載))

  輸出電流諧波(THD)

  <4%(實測值<1.0%)(滿負載)

  輸出頻率范圍

  1Hz-120Hz

  輸出頻率分辨率

  0.01Hz

  過載能力

  130%一分鐘,180%立即保護

  模擬量輸入

  2路0-10V/4-20mA(可選)

  模擬量輸出

  2路0-10V/4-20mA(可選)

  加減速時間

  0.1S到3000S

  控制開關量輸入輸出

可按用戶功能要求擴展,可現場定義

  運行環境溫度

  -15℃ ~ 45℃

  貯存/運輸溫度

  -40℃ ~70℃

  冷卻方式

  強迫風冷

  環境濕度

  <90%,無凝結

  安裝海拔高度

  <1000米>1000米降額運行

  防護等級

  IP20

 
注: 特殊要求可在訂貨前說明


   外觀尺寸及重量
   由于高壓變頻調速系統體積大、對運行環境要求高,在項目建設或行業改造過程中,對現場空間及布局有一定要求,安裝空間上請按照圖紙安排放置場地。
ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統整體示意圖:



圖 ZINVERT系列智能高壓變頻調速系統整體示意圖
變頻器具體尺寸:(L=長,D=寬,H=高,單位mm)


 


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