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1、第三篇产品特征和应用范围第三篇 HARSVERT-V A 系列产品特征与应用范围在前面两篇系列文章中，介绍了 HARSVERT-V A 系列无速度传感器矢量操纵高压变频调速产品的有关背景知识数字信号处理器（ DSP）与矢量操纵基本原理，本篇将介绍HARSVERT-V A 系列产品的技术特点与应用。一HARSVERT-V A 系列高压变频调速系统结构HARSVERT-V A 系列高压变频调速系统使用功率单元串联多电平技术， 属高高电压源型变频器。变频器要紧由移相变压器、 功率模块与操纵器三部分构成。 通常现场应用还辅以旁路柜、开关柜等。变频器输入侧使用多重化移相变压器实现隔离与谐波抵消。 无须功
2、率因数补偿、 谐波抑制装置，多脉冲整流技术的应用使得变频器电网侧谐波可满足IEEE519-1992 标准与GB/T14549-93 标准。变频器输出使用多个功率单元移相式PWM 波形输出串联叠加， 得到多电平高压， 实现较低的输出电压谐波、共模电压与 dv/dt。无须附加输出滤波装置，不可能对电机的绝缘、轴承造成损害，可直接驱动普通鼠笼式、绕线式异步电机与同步电机。图 1：10kV 变频器系统结构图以 10kV 系统为例，图1 是变频器系统结构示意图。其中， DSP 操纵器、新型一体化计算机与 PLC 一起构成变频器的操纵与信号处理系统。此三者相互分工与协调，使变频调速系统获得最佳操纵性能。二
3、HARSVERT-V A 系列产品概述由于使用了高性能 DSP 芯片与新型一体化计算机， 在秉承公司 HARSVERT-A系列产品完美无谐波、高可靠性、功率/电压等级覆盖范围广、操纵接口灵活等优良品质的基础上，HARSVERT-V A 系列无速度传感器矢量操纵高压变频调速产品能够实现功能更为丰富、 性能更高的高压大容量交流传动操纵。 目前， HARSVERT-VA系列无速度传感器矢量操纵产品的性能指标为：调速范围100:1，稳态转速精度0.5%，动态转矩响应时间小于200ms，启动转矩 150%额定转矩，基本达到国际先进水平。目前，HARSVERT-V A 系列高压变频调速系统具有下列功能：恒
4、压频比操纵这种操纵方式最显著特点是简单易行， 因而成为目前国内大多数变频器生产厂家所使用的电机操纵方式。关于大多数对转矩响应、操纵精度要求不高的场合，如风机、水泵类负载，能够满足通常应用要求。无速度传感器矢量操纵无需安装复杂且不易保护的测速装置， HARSVERT-V A 系列变频器仅需对输出三相电压、两相电流进行检测，即可根据预先自动测定的电机模型，进行异步电动机的磁通与转矩解耦操纵，实现低速大转矩负载启动与运行。速度闭环矢量操纵在调速精度、转矩响应要求更高的场合，安装转速传感器后，可进一步提高HARSVERT-V A 系列速度闭环矢量操纵变频器的操纵精度。电机参数自动整定要实现矢量操纵，需
5、要检测电机的定转子电阻电感参数。 HARSVERT-V A 系列变频器可对异步电机自动进行电机学堵转试验与空载试验， 实现电机参数的自动整定。但是， 需要注意的是， 在进行电机参数自动整定之前， 要将电机轴与负载脱开。而且在测定时，要多次旋转电机，因此不能对电机进行任何人工作业。高压掉电恢复自动重启在某些用户场合，给变频器供电的高压电网可能会发生短时电压跌落或者缺失， 为了尽可能不影响正常生产， 在设定时限内， 当高压掉电恢复时， HARSVERT-VA系列产品能自动快速识别并跟踪当前电机转速，恢复正常运行。假如掉电超过设定时限，变频器自动进入待机状态。旋转启动假如电机被负载拖动仍在旋转甚至反
6、转， 变频器能识别跟踪电机转速并拖动负载到设定频率运行。单模块旁路功能HARSVERT-V A 系列变频器使用单模块旁路方式， 全新的操纵算法在保证输出三相线电压平衡的同时，获得最大输出能力，尽量不影响生产运行。同级旁路实现容易，算法简单，通常国内变频器厂家都使用同级旁路方式。与同级旁路相比，单模块旁路算法比较复杂，实现起来有一定难度，但是能最大限度发挥变频器的输出能力。以 5 级串联变频器为例，假设未有单元旁路时，系统最大线电压输出能力为100%，下表给出了两种旁路方式时的最大线电压输出能力对比。同一相单元旁路个数123同级旁路80%60%40%单模块旁路90%80%70%同步电机变频调速及
7、自动励磁操纵功能HARSVERT-V A 系列变频器可用于同步电机调速， 并具有输出功率因数闭环操纵功能，能自动调节励磁电流，使同步电机运行在用户设定的功率因数。多达十级功率单元串联根据需要，HARSVERT-V A 系列变频器可实现 4-10 级功率单元串联，电压等级覆盖 3-11kV，驱动电机的功率等级可达5000kW。系统状态变量的实时显示与监控包含：输入侧与输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，电机转速，多点温度指示，变频器状态，等等。除了显示常用的电压、电流、功率温度等参数以外，监控界面还具有软件示波器功能，可供现场调试与监控使用。具有完善的电机与变频器保护功能，尽量保证
8、设备连续可靠运行工业级触摸屏多语种监控操作界面历史记录，包含故障报警记录、操作事件记录内置 PLC，开关量、模拟量 I/O 接口扩展灵活，可实现工艺变量PID 调节功能支持各类工业现场总线通讯协议，如Profibus、Modbus 等三HARSVERT-V A 系列产品的应用场合由于 HARSVERT-V A 系列产品有丰富的功能与灵活的电机操纵方式，能习惯大部分高中低端高压大容量交流调速场合。可广泛应用于电力、冶金、 石化、市政供水等行业，如风机、 水泵、 压缩机， 等等。 还能习惯低速大转矩负载或者需要重载启动的场合，如球磨机、传送带，等等。HARSVERT-V A 系列产品的自动励磁功能
9、更适合同步电机应用。辅以马上推出的能量回馈功率单元， HARSVERT-V A 系列产品还可为能量回馈型负载提供卓著的操纵性能，如矿井提升，绞车，等等。四与 HARSVERT-A系列产品的兼容性HARSVERT-A系列产品升级到 HARSVERT-VA系列，为了配合新的操纵系统使用，务必使用最新设计的电压测量电路， 同时把 HARSVERT-A系列的操纵箱换成 DSP 操纵箱。 并在一体化计算机的人机接口监控软件中，选择 DSP 操纵界面，并进行有关参数设置。PLC程序可完全兼容。五结束语随着更多台套的 HARSVERT-V A 系列无速度传感器矢量操纵高压变频调速系统在各类工况现场稳固运行，越来越多的用户逐步体会到 HARSVERT-VA系列产品的先进性与使用的方便性。 这也标志着我国自主知识产权的高性能无速度传感器矢量操纵高压大容量变频调速系统 HARSVERT-V A 系列产品真正并肩于国外技术领先企业。我们期待着，HARSVERT-V A 系列无速度传感器矢量操纵交流变频调速系统能为我国的工业电气自动化奉献更大的力量。副总工程师兼预研部经理刘军
