北京合康亿盛科技有限公司北京合康亿盛科技有限公司20052005年年Date1Date2Date3Date4Date5可同时装配12台变频器 Date6Date7所有功率单元均通过120%额定电流测试Date8Date9Date10变频器出厂前，均经过72小时 连续负载试验Date11HIVERT高压变频器介绍大功率变频器还没有象低压小容量变频器那样近乎统一的拓扑 结构，从电压等级上可分为： 高低方式 高低高方式 高高方式高高方式又分为： 三电平 器件直接串联 功率单元串联在国产高压变频器中，功率单元串联方式技术最成熟，产品运 行可靠，性能优越，已成为高压变频器发展的主流。*12一、原理Date13HIVERT系列大功率高压变频器属直接高-高、 交-直-交、电压源型变频器，采用先进的功率单元串 联叠波技术、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法 、新颖的全中文操作界面和高性能IGBT功率器件。由于功率开关器件耐压所限，无法直接逆变输 出6kV、10kV，而因开关频率高、均压难度大等技 术难题无法完成直接串联。HIVERT变频器采用功率 单元串联，叠波升压，充分利用常压变频器的成熟 技术和功率器件，因而具有很高的可靠性。3kV系列每相3个单元串联，6kV系列5个功率单 元，10kV系列8个功率单元。Date14单元串联主回路图1 6KV系列主电路图 图2 6KV系列电压叠加图Date15单元输出及相电压叠加波形示意图 右图为五个690VAC 功率单元串联时，每 个功率单元输出的电 压波形及其串联后输 出的相电压波形示意 图，可以得到50 -5共11个不同的电压 等级。增加电压等级 的同时，每个等级的 电压值大为降低，从 而减小了dv/dt对电机 绝缘的破坏，并大大 削弱了输出电压的谐 波含量。图5 6kV系列相电压叠加波形图Date16二、结构Date17功率单元功率单元输入电 源端R、S、T接变压 器二次线圈，三相 二极管全波整流， IGBT单相H形桥式逆 变输出，相当于三 相输入，单相输出 低压变频器。图3 功率单元示意图功率单元通过光纤与控制器通讯，强弱电光电隔离 ，抗干扰能力强。功率单元可选单元旁路功能，当单元发生部分故障 时，通过可控硅将故障单元旁路，提高了运行的可靠性 。Date18控制系统控制系统由 控制器（三 块光纤板， 一块信号板 ，一块主控 板），IO接 口板和界面 板组成，各 部分之间的 联系如右图 所示。 图4 系统原理图Date19整机外形整机外形Date20变压器n变压器柜内装有为功率 单元提供三相电源的移 相变压器。柜门上设有 干式变压器温度控制仪 ，为变压器提供风机控 制以及温度告警和过热 保护。柜前门内侧装有 行程开关，当柜门打开 时告警。柜后门装有电 磁锁，当高压电进入柜 内，电磁锁自动锁死， 需用专用的电磁锁钥匙 才能打开柜子的后门。 n变压器前面右侧和后面左侧是副边绕组接线区域，与相应 的三相电抗器输入电缆连接。输入电源接线在后面上部， 直接进入变压器；输入电压检测直接接在变压器输入侧， 输入电流检测在变压器的Y接星点电缆上。Date21单元/控制Date22临视器界面n人机界面为用户提供友好的全中文操作界面， 负责信息处理和与外部的通讯联系，可选上位 监控实现变频器的网络化控制。人机界面由主 控板、液晶显示屏和触摸键盘组成，显示变频 器运行参数。通过RS232通讯口与控制器连接 ，通过RS485通讯口与IO接口板连接，实时监 控变频器系统的状态，计算出电流、电压、功 率、频率等运行参数和实现故障记录。人机界 面下方是“故障复位”按钮及“高压分断”自锁按钮 。触摸屏上方有“高压指示”、“运行指示”和“故障 指示”。 Date23主屏n第一屏为主画面， “ALT+”和“ALT-”在输入与输出间切换，并 显示当前的给定与控制状态。Date24功能设置n通过PRG键依次切换，第二屏为功能设置屏， “ALT+”和 “ALT-”在各功能设置屏间切换，用 和以修改设置，并用 “SET”确认。Date25参数设置n通过PRG键依次切换，第三屏为参数设置屏， “ALT+”和 “ALT-”在各参数项间设置屏间切换，用 和以修改设置， 并用“SET”确认。Date26故障记录n通过PRG键依次切换，第四屏为故障记录屏， “ALT+”和 “ALT-”在各故障记录号切换，用 和以查看单元故障记录 。Date27三、性能特点Date28输入性能隔离变压器付边采用延边三角形接法， 绕组间有12的相位差，相当于30脉冲整 流输入，从而消除了大部分由单个功率 单元所引起的谐波电流，所以HIVERT变 频器输入电流的总谐波含量（THD）远小 于国家标准5%的要求，输入谐波含量电 科院的测试结果为1.02%。图3为6KV系列 输入电流实录波形，电流峰值120A，几 近完美的正弦波。 因此无需在输入侧安装滤波器，并保护 周边设备免受谐波干扰。正常调速范围内功率因数大于0.95，无 需功率因数补偿电容；可以减少无功输 入，降低供电容量。图6 输入电流波形Date29输入波形比较Date30输出性能变频器三相输出是将多个单相输出的低压功率 单元串联后Y接得到的。输出电压dv/dt小、谐 波含量低，图4为6KV变频器输出的线电压波形 实录图，图5为输出电流的实录波形图，峰值电 流130A。电压等级数量的增加，大大改善了变 频器的输出性能，输出波形几乎接近正弦波。HIVERT变频器与其他形式的高压变频器比较具有以 下优点：n无需输出滤波装置n可以驱动普通高压电动机，而不会增加电机温 升，降低电机容量n电机电缆无任何长度限制n保护电机绝缘不受dv/dt应力的损害n不会因为谐波力矩而降低设备使用寿命。图7 输出线电压波形图8 输出电流波形Date31HIVERT变频器的其他特点n1、系统控制电源采用220VAC和高压主电源降压隔离后双路供电， 系统运行更可靠、操作更简便。其他产品一般采用柜内UPS供电， 在柜内高温条件下，UPS电池寿命短、故障率高，且开、停机时， 操作烦琐；n2、 冷却风机采用高压主电源降压后直接驱动，风机仅在上高压电 后运行。系统220VAC控制电源容量仅需1kVA，且避免了冷却风机 启、停时对控制系统的干扰；n3、 更适应于国内电网条件，变频器工作电压范围为UN+15-20% ，如6kV系列可稳定运行于6900V电压条件下；n 4、 瞬时停电保护功能。当主电源失电后，变频器控制电机处于发 电状态运行，为单元电容充电，并为单元控制电源供电，直至主电 源恢复，变频器回到原运行状态；n5、转速跟踪功能。此功能最大特点是保证工变频投切，从理论上保 证变频系统100不停机；n6 、 限流功能。避免电机反转启动或负载突然变化时，使变频器输 出电流过大而导致保护动作；Date32n7、 结构紧凑，体积小。与国内同容量产品相比，柜体宽度缩小0.6 1.0米；n8、 完善的上位控制功能。可与DCS系统实现通讯（采用标准 MODBUS通讯规约）或I/O方式硬连接。n9、 主要器件均采用世界一流厂商的成熟产品，产品从元器件至半 成品及成品，均实现100%的严格测试。各系列产品出厂前均完成 100% 72小时以上负载测试记录，确保产品的可靠性。n10、有较强的工程设计能力和沟通意愿，能根据用户现场条件和控 制要求量身定做，及时满足用户的不同需求； n11、 功率单元模块化设计，维护简单；n12、 二次接线模块化设计，现场接线简单，安装周期短。n13 、合康电气本着“用户利益至上”的原则，想用户所想，急用户 所急，视每个项目的质量和口碑为生命。在已经进行的项目中，有非 常高的成功比率。Date33四、可靠性Date34系统可靠性高n低压功率单元串联方式，继承成熟的低压变频器技术n采用可靠的1700VIGBT器件，其他主要器件全部采用进口名 牌产品n强弱电之间利用光缆连接，抗干扰能力强n控制系统双电源供电，控制电源失电后可正常工作n停电跟踪功能，保证电网瞬时停电时变频器继续工作n独有的单元旁路功能，确保单元故障时变频器仍能继续工作， 降额运行，为用户维修提供预处理时间n直接高-高方式，易于实现大旁路，变频器退出运行后可将电 机投入旁路运行，确保生产的连续性从以上几点可见，首先HIVERT变频器是稳定可靠的， 其次即便变频器出现故障，也可以通过工频旁路保证电机连续 运行不停机。Date35序 号名 称品牌及产 地序 号名 称品牌及产 地 1IGBT德国西门 子9光纤及接 口美国安捷 伦 2整流管德国西门 康10电流传感 器德国莱姆3可控硅德国西门 康11光藕日本东芝4电解电 容日本嘉美 工12隔离变压 器北京新华 都 5CPLD美国赛灵 思13真空接触 器天水长城6驱动片日本三菱13隔离开关河南森源 7冷却风 机德国EBM158吸收电 容美国CDE16主要元器件清单Date36变频改造后，系统更可靠n实现电机软启动，避免了启动对电机、电网及负载 的冲击，延长了设备的使用寿命，尤其克服了异步 电动机断条和启动对其他电气设备的影响。n避免了风机在小流量时喘振现象的发生。n减轻水泵小流量时的汽蚀作用。n变频器对电机的保护更全面，并能提供一些预报警 信号。n实现系统的优化控制，如应用于引风机，当一台风 机故障时，另一台可以迅速调节风量，确保生产的 安全性。Date37五、应用Date38一次回 路图13 带工频旁路的单机应 用图14 一拖多应用Date39二次接线Date40控制方式n本机控制n远程控制n上位控制Date41调速方式n本机给定n模拟量给定n上位给定n多档速度设定n闭环调节Date42六、运行业绩Date43n6kV/500KW22006年10月Date44应用领域 nHIVERT高压变频器可广泛应用于火力发电厂、石油、化工、 自来水、矿山及冶金等众多行业内高压电机调速、节能、软启 动及智能化控制。n火力发电：送风机、引风机、排粉风机、循环水泵、给水泵、 凝结水泵、热网供水泵、热网回水泵、磨煤机等n城市供水：送水泵、取水泵n石 油：注水泵、原油泵等n化 工：压缩机、风机、循环水泵、冰机等n矿 山：渣浆机、通风机、皮带机等n冶 金：给水泵、除尘风机、引风机、制氧机等n水 泥：水泵、引风机、送风机、除尘风机、研磨机等n其 它：制药、造纸、污水处理等行业的风机、泵、压缩机 类负载Date45谢谢！北京合康亿盛科技有限公司 地址：北京市石景山区古城西街19号 邮编：100041 电话：010-68863286/87/89-93（总机） 传真：010-68823350 http:/www.hiconics.com e-mail：servicehiconics.com售后服务部电话010-68860272Date46