1、適用領域
發電領域
鍋爐給水泵 送風機 引風機 凝結水泵
循環水泵 灰漿泵 壓縮機 吸塵風機 增壓風機
石油、石化、天然氣領域
空氣壓縮機 引風機 管道泵注水泵 輸油泵
給水泵 潛油泵 循環水泵 鹵水泵
煤炭、礦山領域
提升機 對旋風機 軸流風機 除垢泵 攪拌泵
除塵風機 泥漿泵 渣漿泵 清水泵 進料泵
排水泵 介質泵
冶金領域
除塵風機 高爐鼓風機 引風機 壓縮風機
制氧壓縮機 送風機 給水泵 送水泵 除鱗泵
SO2風機 沖渣機轉爐 電爐 高爐 除垢泵
煤氣壓縮機
水泥、建材領域
生料研磨引風機 水泥磨風機 分選器風機
窯爐引風機 窯爐供風機 尾排風機 高溫風機
磨煤機 除塵風機 循環風機 壓力送風機
市政領域
加壓泵 熱水循環泵 污水泵 凈水泵
供水泵 引風機 送風機
輕工、化工領域
加壓泵 壓縮機 軸流泵 軟水泵
送水泵 鼓風機 引風機
2、產品概述
風光牌JD-BP37/38系列高壓變頻調速系統,以高速DSP為控制核心,采用空間電壓矢量控制技術、功率單元串聯多電平技術,以高可靠性、易操作、高性能為設計目標,滿足用戶各類負載調速節能、改善生產工藝的需要,屬高-高電壓源型變頻器。其諧波指標遠小于IEE519-1992的諧波國家標準,輸入功率因數高,輸出波形質量好,不必采用輸入諧波濾波器、功率因數補償裝置和輸出濾波器;不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題,可以使用普通的異步(或同步)電機。產品于2003年被列為國家重點新產品,高壓提升機變頻調速系統于2005年被列為國家火炬計劃項目,獲科技部中小企業技術創新基金項目資助。2007年9月,風光牌JD-BP37/38系列高壓變頻器榮獲“中國名牌”稱號。
產品結構
溫控儀:檢測變壓器溫度,實時監控變壓器狀態
人機界面:為用戶提供友好的全中文操作界面,負責信息處理
變壓器柜:為功率單元提供獨立的三相輸入電源;采用移相多脈沖整流方式,降低輸入諧波含量。
功率柜:每相由多級單元串聯;單元標準化結構,可互換6kV/10kV單元結構相同;單元通過光纖與控制柜通訊,控制性能好。
控制柜:控制核心基于DSP+FPGA,系統功能強大,*大程度滿足客戶需求;獨立的主控箱,插拔式控制板,安裝維護方便;接口豐富,供用
3、工作原理
高壓變頻器由切換柜、移相變壓器柜、功率單元柜、控制柜構成。其中,切換柜部分根據不同現場,要求也不同。
設備采用高-高電壓源型變頻器電路結構,功率單元串聯,輸出疊加成高壓,直接輸出到高壓電機。
每相由若干個單元串聯組成,疊加輸出高電壓6kV系列變頻器每相5/6個單元。10kV系列變頻器每相8/9個單元。
整機每相有若干個單元組成,通過載波移相技術,各單元輸出電壓疊加,形成多電平高壓輸出。無須輸出濾波裝置,電流諧波小,對電纜、電機絕緣無損害。
四象限高壓變頻器能夠進行能量回饋,功率單元相對兩象限高壓變頻器增加了回饋IGBT和輸入電感。
當電機處于拖動狀態時,能量從電網經整流回路、逆變回路流向電機,變頻器工作在**、第三象限。輸入電壓和電流波形如圖所示。
電機產生的能量通過逆變側的二極管回饋到母線電壓,當直流母線電壓超過一定的值,整流側能量回饋控制部分啟動,將直流逆變成交流,通過控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網。
此時,能量由電機通過逆變側、整流側流向電網。變頻器工作在第二、四象限。輸入電抗器的主要功能是電流濾波。回饋電流和電網電壓波形如圖所示。
4、性能及特點
矢量控制技術
通過測量和控制交流電動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制交流電動機轉矩的目的。啟動轉矩大,轉矩動態響應快,調速精度高,帶負載能力強。
振蕩抑制技術
電機輕載或者空載的時候會出現局部不穩定現象,這時電流幅值波動很大,電流的振蕩有可能會導致系統因為過流或過壓而觸發保護。我公司采用優越的電流算法,有效地抑制電流的振蕩,保證系統穩定可靠的工作。
多機主從控制技術
變頻器具備主從控制功能,多臺變頻器之間可通過數據總線組成主從控制網絡。將其中的一臺設為主機,其他設為從機,主機實時采集各從機的狀態信息,同時發送給各從機頻率、轉矩指令,實現各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。
該技術適用于皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
快速飛車啟動技術
在變頻器受到負載沖擊保護后可對其自動復位,然后再自動啟動,即可避免重要場合(如水泥廠高溫風機)變頻保護停機造成的損失。快速飛車啟動技術可實現變頻器在0.1s之內從保護狀態復位重新帶載運行。
星點漂移技術
檢測到單元故障后,可在100us之內將單元旁路,執行星點漂移技術,保持輸出線電壓平衡,*大程度提高電壓利用率。
工變頻無擾切換技術
變頻切工頻:變頻器將電動機帶到工頻頻率,并通過對工頻電網頻率、相位和幅值檢測,調整變頻器輸出電壓,調整完畢后,將電動機脫開變頻器并連接到電網上。工頻切變頻:電機脫開電網連接到變頻器后,變頻器通過檢測工頻電網頻率、相位和幅值,直接輸出相應的電壓矢量。該技術可滿足多電機綜合控制及大容量電機軟啟動的需要。
輸出電壓自動穩壓技術
變頻器實時檢測各單元母線電壓,根據母線電壓調整輸出電壓,從而實現自動穩壓功能。避免電網波動對輸出電壓的影響。
故障單元熱復位技術
若單元在運行中故障,且變頻器對其旁路繼續運行,此時可在運行中對故障單元進行復位,不必等變頻器停機。
電網瞬時掉電重啟技術
電網瞬間掉電可自動重啟,可提供*長60s的等待時間。
同步電機控制技術
同步電動機控制采用轉子磁鏈定向的矢量控制方案,通過速度環和電流環雙閉環結構,實現對速度和轉矩的實時控制。電流環采用PI調節器,實現簡單,并能獲得較好的電流跟蹤性能。速度環采用PI調節器,能有效地限制動態響應的超調量,加快響應速度。該技術具有啟動轉矩大,轉矩動態響應好的特點,適用于需要帶載啟動、負載波動范圍大的場合,如扎鋼機、造紙機、壓縮機等。
5、其他技術特點
彩色全中文人機界面
準確的故障定位及記錄功能
單元母線電壓、溫度顯示功能
運行電壓、電流、頻率記錄可查詢
雙回路控制電源供電
采用變壓器次級繞組為備用控制電源,保證系統運行期間安全
多種控制方式
可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制
支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協議
頻率設定可以現場給定、通訊給定等
支持頻率預設、加減速功能
具有領先于同行的高功率密度
單元體積小 ,模塊化設計
整機結構緊湊,占用空間小
完善的保護機制
單元包含7種保護,故障后整機仍可運行
整機包括變頻器保護和電機保護
控制性能高
內置PID調節器;
可通過參數設定適應不同現場;輸出電流諧波小于2%(額定)
6、技術規范
7、產品型號說明
產品型號說明
產品外形圖
8、兩象限高壓變頻器
兩象限高壓變頻器(普通型)
風光牌JD-BP38/37系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心,采用無速度傳感器矢量控制技術、功率單元串聯多電平技術,屬高-高電壓源型變頻器,其諧波指標遠小于IEE519-1992的諧波國家標準,輸入功率因數高,輸出波形質量好,不必采用輸入諧波濾波器、功率因數補償裝置和輸出濾波器;不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題,可以使用普通的異步電機。產品2003年被列為國家重點新產品,高壓提升機變頻調速系統2005年被列為國家火炬計劃項目,獲科技部中小企業技術創新基金項目資助。2007年,高壓變頻器被評為中國名牌產品,是國內高壓變頻器行業為數不多的兩個名牌產品之一。
風光牌高壓變頻器由移相變壓器,功率單元和控制器組成。高壓變頻器結構如圖1所示。高壓變頻器前端由一個多繞組的隔離移相變壓器供電,6kV變壓器次級共有15組付邊繞組,采用30脈沖整流,功率單元每相采用低壓功率單元串接組成,每相5個功率單元,三相共15個單元。10kV變壓器次級共有24組付邊繞組,采用48脈沖整流,功率單元每相采用低壓功率單元串接組成,每相8個功率單元,三相共24個單元。輸入諧波均能滿足國家標準GB/T14549—93對電壓和電流失真的要求。控制器部分以高速微處理器實現控制以及與子微處理器間進行通信。風光高壓變頻器采用模塊化設計,互換性好、維修簡單,噪音低,諧波含量小,不會引起電機的轉矩脈動,對電機沒有特殊要求。
圖 1兩象限高壓變頻器(普通型)系統圖
功率單元電路其電路結構如圖2示,為基本的交 - 直 - 交單相逆變電路,整流側為六支二極管實現三相全波整流。逆變側通過對 IGBT 逆變橋進行正弦 PWM 控制實現逆變。假如某一單元發生故障,該單元的輸出端能自動通過軟件控制IGBT旁路而整機可正常工作。每個功率單元完全一樣,可以互換,這不但調試、維修方便,而且備份也十分經濟。
圖2 兩象限高壓變頻器(普通型)功率單元主回路圖
9、四象限高壓變頻器
四象限高壓變頻器(能量回饋型)
山東新風光電子公司是國內*早的從事提升機(四象限或者能量回饋型)變頻器研究的專業廠家。產品電壓等級涵蓋從380V到10000V,功率等級幾十千瓦到幾千千瓦。風光提升機變頻器為科技部列入國家火炬計劃項目,風光高壓提升機變頻器填補了單元串聯式多電平高壓變頻器不能四象限運行的國內空白,產品技術具國內領先水平。國家發展和改革委員會發布的國家重點節能技術推廣目錄(**批)中,專門介紹了新風光公司的礦山提升機變頻調速節電技術。
風光高壓四象限(能量回饋型)變頻器采用先進的矢量控制技術,同時,可以根據現場情況采用無旋轉編碼器的矢量控制,矢量控制與傳統的V/F控制*主要的區別是矢量控制可以把把無功電流與有功電流(轉矩電流)區分開來,在提升過程中可以根據負載的變化自動調整有功電流使輸出力矩達到*佳工作狀態,可以輸出額定轉矩的2.5倍。
風光JD-BP37/38T型高壓四象限(能量回饋型)變頻器采用進口IGBT為主控器件,采用先進的矢量控制調速技術,以DSP為控制核心,精心巧妙科學的程序邏輯,以彩色液晶觸摸屏為人機對話界面,科學人性化的界面語言,全中文的語言顯示,便于操作及查詢。風光牌高壓四象限(能量回饋型)變頻器,即可用于鼠籠式電機也可用于繞線式電機。
風光6kV/10 kV高壓四象限(能量回饋型)變頻器,采用若干個低壓逆變器功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出,移相變壓器有18/27組付邊繞組,每相分為6/9個功率單元,三相共18/27個單元,采用30~54脈沖整流,輸入端的諧波成分遠低于國標規定。高壓四象限(能量回饋型)變頻器系統結構如圖1所示,功率單元電路如圖2所示。
圖1 四象限高壓變頻器(能量回饋型)系統結構
圖2 四象限高壓變頻器(能量回饋型)功率單元結構
系統控制器核心由高速32位芯片運算來實現,精心設計的算法可以保證電機達到*優的運行性能。人機界面提供友好的全中文監控和操作界面,同時可以實現遠程監控和網絡化控制。PLC控制器用于柜體內開關信號的邏輯處理,以及與現場各種操作信號和狀態信號的協調,增強了系統的靈活性。控制器及各控制單元板中采用先進的單片機等大規模集成電路和表面焊接技術,系統具有極高的可靠性。
另外,控制器與功率單元之間采用多通道光纖通訊技術,低壓部分和高壓部分完全可靠隔離,系統具有極高的安全性,同時具有很好的抗電磁干擾性能,并且各個功率單元的控制電源采用一個獨立于高壓系統的統一控制器,方便調試、維修、現場培訓,增強了系統的可靠性。
高壓四象限(能量回饋型)變頻器是整個電控系統的一個核心部分,它具有與電控操作系統相適配的各種接口。它接受操作臺電控系統的操作命令,同時它又將運行狀態,包括工作頻率、電機電流、電源電壓、電流及故障信息隨時送給電控系統。變頻器本身又將工作信號及工作狀態自動記錄以備查閱,依據用戶要求連接打印設備,每班數據打印,形成設備報表。變頻器的所有輸入、輸出接口均進行了隔離,避免對變頻器引入干擾。當電機處于負力提升時,變頻器實時檢測進行能量回饋電網。