1 一次風(fēng)機
2 鍋爐引風(fēng)機
3 鍋爐送風(fēng)機
4 排粉機
5 循環(huán)水泵
6 凝結水泵
◆鋼鐵行業(yè)
該行業(yè)風(fēng)機、水泵類(lèi)負載變頻改造稍晚,但在軋鋼設備上已經(jīng)大量應用變頻器,但主要以進(jìn)口品牌為主,國產(chǎn)高壓變頻主要應用于煉鋼線(xiàn)上的風(fēng)機、水泵類(lèi)負載:
1 高爐風(fēng)機
2 燒結風(fēng)機
3 排粉機
◆水泥行業(yè)
高壓變頻器在該行業(yè)應用剛剛開(kāi)始,處于試用階段,而該行業(yè)是國內典型的高耗能、高污染行業(yè),并具有大量的高功率設備在運行,節能效果明顯,主要用于以下設備:
1 高溫風(fēng)機
2 循環(huán)風(fēng)機
3 窯頭排風(fēng)機
4 窯尾排風(fēng)機
5 磨煤風(fēng)機
◆石化行業(yè)
該行業(yè)比較特殊,同屬高污染、高耗能行業(yè),也是國家節能減排的重點(diǎn),大量高壓電機都需改造,具有較大的市場(chǎng)前景。
◆供水行業(yè)
該行業(yè)有一部分高壓電機需改造,但根據其實(shí)際工藝和用量需求,節能改造數量不大.
該高壓變頻器為直接高-高結構,不需輸出升壓變壓器,輸出為單元串聯(lián)移相式PWM方式,其主電路結構如圖1所示。
該高壓變頻器具有運行穩定、調速范圍廣、輸出波形正弦好、輸入電流功率因數高、效率高等特點(diǎn),對電網(wǎng)諧波污染小,總體諧波畸變THD小于4%,直接滿(mǎn)足IEEE519-1992的諧波抑制標準,功率因數高,不必采用功率因數補償裝置,輸出波形好,不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉矩脈動(dòng)、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問(wèn)題,不必加輸出濾波器,就可以使用普通的異步電機。
AMB-HVI系列高壓變頻器每相由六個(gè)的功率單元串聯(lián)而成。各功率單元具有完全相同的結構,有互換性。每個(gè)功率單元為三相輸入,單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變器結構,同時(shí)還包括驅動(dòng)、保護、監測、通訊等組件組成的控制電路,其結構如圖2所示。通過(guò)控制IGBT的工作狀態(tài),輸出PWM電壓波形。每個(gè)功率單元額定輸出電壓為580V,串聯(lián)后輸出相電壓3480V,線(xiàn)電壓達到6kV。
AMB-HVI系列高壓變頻器輸出采用多電平移相式PWM技術(shù),同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓,但各載波之間互相錯開(kāi)一定電角度,實(shí)現多電平PWM,使得輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓的每個(gè)電平臺階只有單元直流母線(xiàn)電壓大小,所以dv/dt很小,功率單元采用較低的開(kāi)關(guān)頻率,以降低開(kāi)關(guān)損耗,但輸出波形的等效開(kāi)關(guān)頻率可以達到單元開(kāi)關(guān)頻率的6倍,且輸出電平數增加,輸出相電壓為13電平,線(xiàn)電壓為25電平,電平數和等效開(kāi)關(guān)頻率的增加有利于改善輸出波形,降低輸出諧波,其輸出波形如圖3所示。
IGBT驅動(dòng)原理
在AMB-HVI變頻器的功率單元中,使用高性能、智能化的專(zhuān)用IGBT驅動(dòng)模塊對主控系統輸出的PWM控制信號進(jìn)行隔離、緩沖處理后,使弱電信號(TTL電平)能夠驅動(dòng)高壓回路中的大功率IGBT器件,輸出我們需要的SPWM電壓。
驅動(dòng)模塊輔助功能還包括:對IGBT進(jìn)行短路、過(guò)流、欠壓監測和保護。當負載或功率單元一旦出現短路、過(guò)流、欠壓等方面故障,驅動(dòng)模塊將故障信號上傳到主控系統,主控系統的微處理器將根據故障類(lèi)型進(jìn)行辨別處理后,發(fā)出命令使驅動(dòng)模塊停止工作,禁止該功率單元的輸出。與此同時(shí)主機中故障處理控制邏輯還會(huì )根據故障類(lèi)型進(jìn)行更進(jìn)一步判斷,以決定系統是否發(fā)生真正的故障,以便系統采取報警停機或繼續運行,以保護變頻器與配電系統的安全,不至于造成更大的故障和更大的經(jīng)濟損失。
AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側變壓器采用移相式變壓器,其電氣原理圖如圖4所示。變壓器原邊繞組為6kV,副邊共十八個(gè)繞組分為三相。每個(gè)繞組為延邊三角形接法,分別有±5o 、±15o 、±25o移相角度,每個(gè)繞組接一個(gè)功率單元,這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此,采用移相變壓器進(jìn)行隔離降壓,使得輸入側功率因數在0.96以上,不會(huì )對電網(wǎng)造成超過(guò)國家標準的諧波干擾。
(圖4 移相變壓器電氣原理圖)
(1)、系統一體化設計,包括輸入干式隔離變壓器,變頻器等所有部件及內部連線(xiàn),用戶(hù)只須連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號線(xiàn)即可。整套系統在出廠(chǎng)前進(jìn)行整體測試。
(2)、輸入符合并優(yōu)于IEEE519~1992及GB/T14519~93標準對電壓失真和電流失真嚴格的要求。
(3)、變頻器為高高結構,高壓直接輸出,不需輸出升壓變壓器,輸出為模塊串聯(lián)移相式PWM方式,輸出相電壓至少為2N+1,線(xiàn)電壓至少為4N+1(N為每相串聯(lián)模塊數)。
(4)、在20~100%的負載變化情況內達到或超過(guò)0.96功率因數(無(wú)需功率因數補償裝置)。
(5)、無(wú)需濾波器變頻器就可輸出正弦輸出電流和電壓波形,對電機沒(méi)有特殊的要求,可以使用普通異步電機,電機不必降額使用。具有軟起動(dòng)功能,沒(méi)有電機啟動(dòng)沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌,可確保電機安全、長(cháng)期運行。
(6)、變頻裝置輸出波形不會(huì )引起電機的諧振,轉矩脈動(dòng)小于0.1%?杀苊怙L(fēng)機喘振現象。變頻器有共振點(diǎn)頻率跳躍功能。
(7)、變頻裝置對輸出電纜長(cháng)度無(wú)任何要求,電機不會(huì )受到共模電壓和dv/dt的影響。
(8)、變頻器對電網(wǎng)電壓波動(dòng)有極強的適應能力,在±10%范圍內變頻器能滿(mǎn)載工作,在30%的電壓下降情況下變頻器能繼續運行而不跳閘(降載運行),40%的電壓下降可以短時(shí)運行,電網(wǎng)瞬時(shí)失電2S可滿(mǎn)載運行不跳閘,輕載時(shí)時(shí)間更長(cháng)。
(9)、變頻器效率為96%。
(10)、功率模塊采用模塊化結構,可以互換,維護簡(jiǎn)單;功率模塊自動(dòng)旁路功能,進(jìn)一步提高了運行的可靠性。
(11)、變頻器功率模塊和主控系統通訊采用光纖連接,具有很高的通信速率和抗干擾能力,安全性好。
(12)、控制系統采用全數字微機控制,有自診斷功能。
(13)、調速范圍在0-100%連續可調,頻率精度:?0.5%,加/減速時(shí)間30-300秒 (根據負載情況可設定) ,臨界速度可跳過(guò)(共3組,可任意設定)。
(14)、過(guò)載能力為120%,1min,滿(mǎn)足泵類(lèi)和風(fēng)機類(lèi)負荷要求。
(15)、采用中文顯示和操作,直觀(guān)、清楚,便于學(xué)習,容易掌握。觸摸屏可隨時(shí)顯示變頻器的工況、工作參數及故障類(lèi)型和故障點(diǎn),便于分析和查找。
AMB-HVI系列高壓變頻調速系統具有如下優(yōu)點(diǎn):
◆輸入波形接近正弦波,對電網(wǎng)諧波污染小,無(wú)需考慮諧波抑制
◆輸入功率因數高,在20~100%的負載范圍內,功率因數≥0.96,無(wú)需功率因數補償裝置
◆提供正弦波輸出波形,不需輸出濾波器,對電機應無(wú)特殊要求
◆控制系統實(shí)現全數字控制,且控制系統和主電路通過(guò)光纖通訊進(jìn)行聯(lián)接,實(shí)現強弱電壓完全隔離
◆變頻器具備完善的故障自診斷,報警、參數顯示和歷史記錄等功能,維修方便
◆應用成熟可靠的技術(shù),結合多重化控制理論,由彼此相對獨立的功率單元集成的AMB-HVI系列高壓變頻器可保證化的可靠性。
◆浪涌保護電路,防護瞬間過(guò)壓對變頻器的侵害。
AMB-HVI高壓變頻器系統,可承受100ms的時(shí)間失去電網(wǎng)電力,而高壓變頻器仍可以正常運行。
AMB-HVI系統高壓變頻器可以承受±10%的電網(wǎng)電壓波動(dòng)。
◆環(huán)境溫度過(guò)高保護
AMB-HVI高壓變頻器系統內置多點(diǎn)溫度檢測電路,確保高壓變頻器在正常的溫度環(huán)境內運行。
功率單元旁路功能某個(gè)功率單元出現了故障的情況下,可將故障功能單元旁路,在降低高壓變頻器承載能力的情況下使之繼續運行。
◆工頻旁路切換
通過(guò)工頻旁路切換回路,可以構成雙電源系統驅動(dòng)電機。
項 目 | 規 范 | |||||||||||
AMB-HVI-V060 | 036 | 048 | 061 | 077 | 096 | 120 | 144 | 173 | 190 | 220 | ||
AMB-HVI-V100 | 036 | 046 | 058 | 072 | 092 | 104 | 115 | 130 | 144 | 182 | ||
額定容量(KVA) | 375 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1500 | 1800 | 2000 | 2250 | ||
630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 1800 | 2000 | 2250 | 2500 | 3150 | |||
額定功率 (KW) | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1400 | 1600 | 2000 | ||
500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2500 | |||
每相單元數 | 6 | 9 | ||||||||||
輸入頻率 | 50Hz10% | |||||||||||
輸入電壓 | V060:6KV (±10%) V100:10KV(±10%) | |||||||||||
可掉時(shí)間 | 100ms | |||||||||||
輸入功率因數 | 額定負載時(shí)>0。97 | |||||||||||
效率 | 額定負載時(shí)>96% | |||||||||||
控制方式 | 多重化脈寬調制 | |||||||||||
輸出頻率 | 0 – 120Hz | |||||||||||
頻率分辨率 | 0.01HZ | |||||||||||
過(guò)載能力 | 120%1分鐘,150%立刻保護 | |||||||||||
模擬量輸入 | 0 – 10V/4 – 20mA任意設定 | |||||||||||
模擬量輸出 | 兩路0 – 10V/4 – 20mA可選 | |||||||||||
開(kāi)關(guān)量輸入 | 16路開(kāi)關(guān)量輸出 | |||||||||||
開(kāi)關(guān)量輸出 | 16路開(kāi)關(guān)量輸入 | |||||||||||
上位通信 | 隔離RS485接口,MODBUS規約 | |||||||||||
冷卻方式 | 強制風(fēng)冷 | |||||||||||
環(huán)境溫度 | ||||||||||||
環(huán)境濕度 | <90%(無(wú)凝露) | |||||||||||
海拔高度 | < | |||||||||||
防護等級 | IP20 |
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