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1、高压变频器培训资料高压变频器培训资料2014-08-20山东石横特钢集团有限公司发电车间l l工频：各国使用的交流供电电源，无论是工频：各国使用的交流供电电源，无论是 用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均 固定值，如固定值，如200V/60Hz200V/60Hz（50Hz50Hz）或）或 100V/60Hz100V/60Hz（50Hz50Hz），等等），等等l l变频器：通常，把电压和频率固定不变的变频器：通常，把电压和频率固定不变的 交流电变换为电压或频率可变的交流电的交流电变换为电压或频率可变的交流电的 装置称作装置称作“ “变频器变频器” ”基本原理基
2、本原理高高方式 交直交方式 单元串联多电平方式 空间电压矢量控制技术 SPWM调制方式 移相多脉冲整流技术 强电弱电间光电隔离编码技术基本原理基本原理基本原理基本原理 三相交流输入，经过整流三相交流输入，经过整流- -滤波滤波- -逆变，单相输出逆变，单相输出 ，单元串联，叠加升压。，单元串联，叠加升压。HIVERT 6KVHIVERT 6KV系列系列各段波形图各段波形图交流输入正弦波整流滤波直流波交流输出矩形波串联叠加输出波形串联叠加输出波形实际为矩形波移相叠加，叠加后的波实际为矩形波移相叠加，叠加后的波 形近似为正弦波形近似为正弦波移相叠加采用移相变压器的移移相叠加采用移相变压器的移 相角
3、进行调整输出相角进行调整输出移相角移相角= =60/ 60/ 单元个数单元个数例如：例如：5 5个串联单元，个串联单元，移相角移相角=60/5=12=60/5=12 6KV6KV采用采用5 5个单元，个单元，10KV10KV采用采用9 9个单元个单元变频器变频器 系列系列每相串联每相串联 单元数单元数单元额定单元额定 电压电压输出相输出相 电压电压输出线输出线 电压电压每相电压每相电压 等级数量等级数量 6kV6kV5 5690V690V3450V3450V6000V6000V1111 10kV10kV9 9690V690V5769V5769V10000V10000V1919移相变压器图移相变
4、压器图移相变压 输出点T移相变压 输出点S移相变压 输出点R变压器底 座风机变压器 感温线移相变压 器本体移相变压 器铭牌变压器底 座风机输入电流 检测互感器1输入电流 检测互感器2单元装配流程单元装配流程 (HPU690/048 D1) (HPU690/048 D1) 外壳大电容散热器整流桥IGBT后盖连接铁条滤波电容白色 47uF10%黄色 0.22uF5%输出铁条输入铁条绿色电阻 1400/5熔断器80A铭牌标示单元驱动板单元控制板扎线END单元装配流程单元装配流程 (HPU690/048 D1) (HPU690/048 D1) 单元正面图单元输出 L1单元输出 L2散热器光纤线 接点R
5、ST熔断器合康标示单元侧面图电容单元 驱动板单元 控制板IGBT 接线温控接线三相AC输 入电源线电阻单元柜组装图移相变压器与 单元连接线 R,S,T霍尔元件1霍尔元件2单元串联 铜排单元输出 U单元输出 V单元输出 W柜门开关单元测试方法单元测试方法 (HPU 690/048 D1)(HPU 690/048 D1)1.输入AC690V2.检测电容电压C1，C2，C3，范围（315325V）3.手动升压至机台显示“过压故障”4.再检测电容电压C1，C2，C3，范围（385395V）5.三电容电压相加得总过压保护值，范围（11601170V）6.输入DC540V，等待45S,待系统出现缺相警报7
6、.RUN，当运行频率到达给定频率50Hz后，检查示波器显 示波形单元测试方法单元测试方法 (HPU 690/048 (HPU 690/048 D1)D1)8.STOP，插入单元电容DC电源接线9.高压分断打开，启动单元上电，手动升压（缓慢），警报解除，AC值约在220V，停止升压10.RUN，当频率到达50Hz，检查电压波形11.STOP，停止运行12.手动升压至690V，记录电容电压值是否均衡，约320V13.RUN，当频率到达50Hz后，检查示波器电压波形14.STOP，手动升压至显示过压故障，电压值约为840V单元测试方法单元测试方法 (HPU 690/048 (HPU 690/048
7、D1)D1)15.RUN，频率到达50Hz后，检查示波器电压波形， STOP后再次RUN，检测两次16.按下高压分断，手动升压旋钮归零，单元放电完毕17.再5组并列进行老化实验，时间2H，温度80旁路技术旁路技术 单元旁路技术：单元旁路技术：主要是在单元输出处加装可控硅，以主要是在单元输出处加装可控硅，以 控制单元输出的通与断，若检测到单元出控制单元输出的通与断，若检测到单元出 现故障，则控制系统自动短路三相中同一现故障，则控制系统自动短路三相中同一 位置的功率单元，有时整个系统需要降容位置的功率单元，有时整个系统需要降容 使用，（如，使用，（如，A1A1出现故障需要旁路，则系出现故障需要旁路
8、，则系 统短路统短路B1&C1B1&C1。控制器正面图控制器正面图光纤板光纤通讯线电源板信号板控制板接口母板接口母板接线座 XS1接线座 XS2接线座 XS3接线座 XS4接线座 XS5接口母板接口母板 控制板现场勘察现场勘察 现场需要摘抄的数据现场需要摘抄的数据1. 1.电机的铭牌：型号、电机容量、额定电压、额定电机的铭牌：型号、电机容量、额定电压、额定电流、转速、厂商等。电流、转速、厂商等。2. 2.负载铭牌：型号、扬程、流量、厂商等。负载铭牌：型号、扬程、流量、厂商等。3. 3.实际运行的电流与电压。实际运行的电流与电压。4. 4.流量与压力、阀门挡板的开度（入口与出口）流量与压力、阀门
9、挡板的开度（入口与出口） 、阀前压力与阀后压力的差值。阀前压力与阀后压力的差值。5. 5.工艺变化工艺变化: :流量负荷、周期时间、运行记录或均值流量负荷、周期时间、运行记录或均值等。等。 电厂（主要可做电机）电厂（主要可做电机） 1. 1.一次风机一次风机 2. 2.二次风机二次风机 3. 3.凝结泵凝结泵 4. 4.循环泵循环泵 5. 5.给水泵给水泵 水泥厂（主要电机）水泥厂（主要电机） 1. 1.窑头风机窑头风机 2. 2.窑尾风机窑尾风机 3. 3.高温风机高温风机 4. 4.原料磨电机原料磨电机 5. 5.水泥磨电机水泥磨电机 6. 6.循环电机循环电机 钢铁厂（主要电机）钢铁厂（
10、主要电机） 1. 1.除尘风机除尘风机 2. 2.转炉风机转炉风机节能计算节能计算 工频消耗功率工频消耗功率P P工工=1.732*U*I*cos=1.732*U*I*cos *cos cos 为功率因数为功率因数 为常数，取值为常数，取值0.85-0.950.85-0.95节能计算节能计算 以风机、水泵类负载，根据流体力学理论以风机、水泵类负载，根据流体力学理论: : 流量与转速的一次方成正比流量与转速的一次方成正比Q1/Q2=n1/n2Q1/Q2=n1/n2 压力与转速的二次方成正比压力与转速的二次方成正比H1/H2=(n1/n2)H1/H2=(n1/n2) 轴功率与转速的三次方成正比轴功
11、率与转速的三次方成正比P1/P2=(n1/n2)P1/P2=(n1/n2) 节能计算节能计算 变频后的功率与变频前轴功率的关系为变频后的功率与变频前轴功率的关系为 P P变变=P=P轴轴*(n2/n1)*(n2/n1) = P= P轴轴*(Q2/Q1)*(Q2/Q1) （理论值）（理论值） 变频实际功率为变频实际功率为P P0 0=P=P变变/0.96/0.96 节电率节电率=(P=(P实实-P-P0 0)/P)/P实实*100%*100%节能计算节能计算 根据经验值根据经验值开度开度QQ但必须与实际电流值进行对比，取相对最但必须与实际电流值进行对比，取相对最 大值计算。大值计算。技术方案的内
12、容技术方案的内容 1.1.节能部分节能部分 2.2.主回路设计主回路设计 3.3.控制回路设计控制回路设计控制回路包括控制回路包括 1. 1.变频控制变频控制 2. 2.远程控制远程控制 3.DCS 3.DCS控制控制 4. 4.通讯通讯 5. 5.闭环闭环 6. 6.开环开环 7. 7.联锁保护联锁保护变频器的优点变频器的优点 优良的调速性能，可完全满足生产工艺要求；优良的调速性能，可完全满足生产工艺要求； 良好的节能效果，可提高系统运行效率；良好的节能效果，可提高系统运行效率； 实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护费用，实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护费用， 延长设备使用寿命；延长
13、设备使用寿命； 系统安全、可靠，确保风机连续运行；系统安全、可靠，确保风机连续运行； 控制方便、灵活，自动化水平高；控制方便、灵活，自动化水平高； 输入谐波含量小，不对电网造成污染；输入谐波含量小，不对电网造成污染； 输出谐波含量低，适合所有改造项目的异步电动机输出谐波含量低，适合所有改造项目的异步电动机 ，无须降容使用。，无须降容使用。 HIVERTHIVERT变频器的整机图变频器的整机图变压器柜温控仪风机风机功率单元柜输出室监视器滤网HIVERTHIVERT变频器的特点变频器的特点 高效率，额定工况下，系统总效率高达高效率，额定工况下，系统总效率高达 96%96%以上，其中变频部分效率大于
14、以上，其中变频部分效率大于98%98% 功率单元模块化结构，可以互换，维护功率单元模块化结构，可以互换，维护 简单简单 输出电压自动调整（输出电压自动调整（avravr） 功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离 内置内置PIDPID调节器，可实现闭环运行调节器，可实现闭环运行 隔离隔离RS485RS485接口，采用接口，采用MODBUSMODBUS通讯规约通讯规约 具有本地、远程、上位三种控制方式具有本地、远程、上位三种控制方式 全面的故障监测电路、及时的故障报警全面的故障监测电路、及时的故障报警 保护和准确的故障记录保存保护和准确的故障记录保存 输入、输出谐波含
15、量低，输入功率因数输入、输出谐波含量低，输入功率因数 高高 功率单元工作电源为高压开关电源，避功率单元工作电源为高压开关电源，避 免了瞬时掉电对单元的影响；瞬时停电免了瞬时掉电对单元的影响；瞬时停电 保护功能；保护功能；HIVERTHIVERT变频器的特点变频器的特点HIVERTHIVERT变频器的特点变频器的特点 冷却风机采用高压主电源降压后直接驱动，冷却风机采用高压主电源降压后直接驱动， 避免了冷却风机启、停时对控制系统的干扰避免了冷却风机启、停时对控制系统的干扰 ； 操作平台采用全中文操作界面，系统运行可操作平台采用全中文操作界面，系统运行可 靠、操作简便；靠、操作简便； 限流功能限流功能 飞车启动功能飞车启动功能 结构紧凑，体积小结构紧凑，体积小 主要器件均采用世界一流厂商的成熟产品主要器件均采用世界一流厂商的成熟产品 运用合作伙伴的运用合作伙伴的“ “风量突变时的锅炉保护风量突变时的锅炉保护” ”专专 利技术，尚属首创利技术，尚属首创
