2021-2022年收藏的精品资料高压变频培训教程.doc

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1、鞍山荣信电力电子股份有限公司（RXPE）RHVC高压变频调速装置培训教程荣信电力电子股份有限公司不要删除行尾的分节符，此行不会被打印II- -荣信电力电子股份有限公司（RXPE）目录第1章 序言11.1 RHVC系列高压变频器的特点1第2章 基础知识简介22.1 电力系统电压的等级22.2 电动机的用途和分类22.3 电动机转数的公式22.4 电动机定子电动势的计算公式22.5 电动机调速的方法22.6 电动机制动的方法22.7 什么是四象限运行32.8 什么是PWM控制技术32.9 什么是变频器32.10 高压变频器的分类3第3章 系列型号及规格43.1 产品系列型号、技术指标及规格43.2

2、 基础拓扑结构5第4章 系统结构74.1 系统原理74.2 系统组成74.2.1 3KV系列84.2.2 6KV系列84.2.3 10KV系列94.3 输入侧结构94.4 输出侧结构104.5 变频功率单元结构104.6 控制柜结构124.7 励磁柜及制动电阻柜结构12第5章 安装及配线135.1 柜体安装135.2 电气安装及接线13第6章 变频器的操作156.1 变频器运行前的准备156.1.1 运行前的检查156.2 启动前准备156.2.1 控制系统送电156.2.2 励磁准备156.2.3 变频高压开关柜156.2.4 原高压6KV开关柜送电166.3 变频启动166.4 停机操作1

3、66.5 原系统运行166.6 故障倒机16第7章 常见问题处理187.1 异常现象的处理187.1.1 高压6KV断电后JC1未分闸187.1.2 高压6KV上电后JC1无法合闸187.2 保护代码及处理19第8章 保养 维护208.1 日常保养及维护208.2 变频器易损件更换218.3 变频器的贮存228.4 变频单元的更换22-22- 荣信电力电子股份有限公司（RXPE）第1章 序言随着变频调速技术的发展，高压大功率交流电动机变频调速技术也得到了广泛的应用，而且这一产业的快速发展符合国家技术政策，是我国节能事业的主导方向之一。高压变频器可以实现对高压电机的无级调速，满足生产工艺过程对电

4、机调速控制的要求，达到提高产品质量、减少能源消耗、降低生产成本、改善设备的运行可靠性、提高经济和社会效益的目的。我公司的高压变频器是一种环保节能产品，体现为功率因数高、对电网影响小，并有显著的节能效果。目前，大功率高压变频器的使用范围基本上覆盖了我国电力、供水、冶金、石油、化工、采矿、煤炭、造纸、建材等诸多领域，是其它调速设备所无法比拟的一种新型高压交流电动机调速装置。1.1 RHVC系列高压变频器的特点RHVC系列高压变频器是采用目前国际上先进的IGBT功率单元串联多电平技术、数字控制技术、SPWM脉宽调制技术及超导热管散热技术研制而成的系列高压电机节能调速产品。具有高效节能、高功率因数及高

5、可靠性等特点，结束了传统方法造成的能源和人力的浪费，延长了电机等设备的使用寿命，方便了机组的保养和维护。产品的整体技术性能居世界同期先进水平。RHVC系列变频器采用IGBT变频功率单元串联多重化叠加技术，属于高高电压源型变频器，高压直接输入输出，无需输出变压器，效率高，输出频率范围宽。RHVC系列变频器主要由高压开关柜、移相变压器、变频单元柜、控制柜组成。RHVC系列变频器实现了电机的软起动，起动电流小，而且可以连续调速，选择最佳速度，还可根据用户的速度曲线图完成自动控制，既节约了能源，又提高了生产效率。RHVC系列变频器采用电流和转数闭环控制，能够实现低转数时额定转矩输出，可带重载启动，即使

6、堵转也不会损坏变频器。同时，可实现电机的四象限运行。RHVC系列变频器每个变频功率单元在结构上和电气性能上完全一致，采用模块化设计，可通用互换。另外，具有工频系统和变频系统互相切换的功能，增加了系统的可靠性。RHVC系列变频器的控制器由高速单片机、工控PC机和PLC共同构成。可以和用户现场灵活接口，满足用户的不同要求。此外还采用了光纤传导技术和超导热管散热技术，使系统电磁兼容性能大大增强，运行更加安全可靠。双击上一行的“1”“2”试试，J(本行不会被打印，请自行删除)第2章 基础知识简介2.1 电力系统电压的等级电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV

7、、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，高压电动机和发电机以3 kV、 6 kV 、10 kV为主。供电系统以10 kV、35 kV、66 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。低压配电为220V和380V。2.2 电动机的用途和分类电动机是一种将电能转换成机械能，并输出机械转矩的动力设备。一般电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机按所使用的电源相数可分为单相电动机和三相电动机两种，其中三相电动机又分为同步和异步式两种。而异步式电动机按转子结构还可分为线绕式和鼠笼式两种。2.3 电动机转数的公式异

8、步电动机的同步转数，即旋转磁场的转数n1 = 60 f / p f 电机供电频率，一般为工频50Hz； n1 同步转数(r/min)； P 电动机磁极对数。异步电动机的轴转数 n = n1 (1-s) = 60 f / p* (1-s)S = (n1-n)/n1 转差率2.4 电动机定子电动势的计算公式E =4.44f1N1m E定子的电动势；f1定子频率(Hz)；N1定子绕组匝数；m每极磁通量(Wb)；2.5 电动机调速的方法 改变电动机的磁极对数调速； 转子串电阻调速 直流调速 改变电机的供电频率，即变频调速2.6 电动机制动的方法 直流制动 即电动机的定子通直流；能够产生一个与交流磁场想

9、反的磁场 电阻制动（也叫能耗制动）即把电机返回的能量消耗到与中间直流并联的电阻上； 再生制动（也叫回馈制动）即把电机返回的能量回馈到交流电网。2.7 什么是四象限运行 我们把电机的运行速度方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正转的转数，反方向表示反转的转速。 我们把电机的电磁转矩方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表电磁转矩的正向，反方向表示电磁转矩的反向。 由X轴和Y轴构成一个平面直角坐标系XOY，那么第一象限为正向牵引状态（即速度方向为正、转矩方向为正）；第二象限为正向制动状态（即速度方向为正、转矩方向为负）；第三象限为反 向牵引状态（即速度方向为负、转矩方向为负）；第四象限为反向制

10、动状态（即速度方向为负、转矩方向为正）。2.8 什么是PWM控制技术PWM控制技术也叫脉冲宽度调制技术，它是利用半导体器件的导通和关断，把直流电压变换成宽度不等的矩形脉冲列，并通过控制电压脉冲宽度或周期来达到变压变频的目的。2.9 什么是变频器变频器是一种控制交流电机的装置. 它将固定电压，固定频率的电源转换为电压可变，频率可变的电源。变频器控制的对象为通用交流电机。2.10 高压变频器的分类根据高压组成方式，分为直接高压型和高-低-高型；根据有无中间直流环节，分为交-交变频器和交-直-交变频器；在交-直-交变频器中，按中间直流滤波环节的不同，又分为电压源型和电流源型。第3章 系列型号及规格3

11、.1 产品系列型号、技术指标及规格系列3kv系列6kv系列变频器容量（KVA）250-750750-15001500-3500250-500500-15001500-30003000-5000适配电机功率（KW）200-600600-12501250-2500200-400400-12501250-25002500-4200额定输出电流（A）50-150150-300240-28025-5050-150150-300300-500额定输出电压（V）3000V10%6000V10%输入功率因数0.95变频器效率0.96（额定负载）输出频率范围（HZ）060HZ输出频率分辨率（HZ）0.01HZ过

12、载能力150%（1min）电气制动方式电阻制动或再生制动控制方式VVVF开环控制，磁场定向闭环控制散热方式热管风冷运行环境040环境湿度90%,无凝露贮存环境-4070海拔0.96（额定负载）输出频率范围（HZ）060HZ输出频率分辨率（HZ）0.01HZ过载能力150%（1min）电气制动方式电阻制动或再生制动控制方式VVVF开环控制，磁场定向闭环控制散热方式热管风冷运行环境040环境湿度90%,无凝露贮存环境-4070海拔1000米防护等级IP203.2 基础拓扑结构系统基础拓扑结构如图3-1所示。图3-1基础拓扑结构第4章 系统结构4.1 系统原理采用IGBT变频功率单元串联多重化叠加技

13、术，属高-高电压源型变频器，直接3，6，10KV输入，直接3，6，10KV高压输出，如图4-1所示。变频器主要由移相变压器、变频单元、控制柜和高压开关柜组成。各个IGBT变频功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，额定电压580V, 每相6个,因此相电压为3480V,所对应的线电压为6000V,给功率单元供电的二次电压互相存在一个相位差，实现输入多重化，由此可消除各单元产生的谐波，成为真正对电网无污染的“绿色高压变频器”。如图4-2所示。RHVC变频器由多个580V IGBT低压变频功率单元串联叠加达到高压输出的目的。图4-1直接高-高方式 图4-2 电压叠加原理图4.2 系统组成本系

14、统采用IGBT变频功率单元串联多重化叠加技术，属于高高电压源型变频器。主要由高压开关柜、移相隔离变压器、变频单元功率柜、控制柜、励磁柜、制动电阻柜、数据监测柜部件组成。如图4-3所示。图4-3 设备组成图4.2.1 3KV系列一般由9个变频功率单元组成，每3个变频功率单元串联构成一相，三相采用Y型接法，直接输出3KV三相交流电给电机供电。（见下图所示）4.2.2 6KV系列一般由15个或18个变频功率单元组成，每5个或6个变频功率单元串联构成一相，三相采用Y型接法，直接输出6KV三相交流电给电机供电。（见下图所示）4.2.3 10KV系列一般由24个或27个变频功率单元组成，每8个或9个变频功

15、率单元串联构成一相，三相采用Y型接法，直接输出10KV三相交流电给电机供电。（见下图所示）4.3 输入侧结构输入侧是将6KV高压经过高压开关柜加到移相隔离变压器的原边，再根据电压等级和变频功率单元的级数由移相隔离变压器的副边分为多组，并通过移相之后，分别给每个变频功率单元独立的供电。这样一般由几十到上百个脉波序列构成多级移相叠加的整流方式，可以大大改善网侧的电流波形，无需任何功率因数补偿及谐波抑制装置，使功率因数提高到0.95以上。在系统的高开柜内装有充电电阻，防止大电流把功率单元内的电容冲击坏。另外，高压开关柜上配有电压表和电流表，可以直接显示输入及输出的线电压、线电流等参数。见图4-6所示

16、。4.4 输出侧结构输出侧由每个变频功率单元的两个交流输出端子依次进行串联，分别形成U、V、W三相，再接成Y型，给高压电机直接供电。通过对每个变频功率单元的PWM波形进行叠加，可得到阶梯正弦PWM波形。如图4-5所示。这种波形正弦度好，dv/dt小，即使在低速下也能保持很好的波形。因此对电缆和电机的绝缘无特殊要求，适用于常规的电缆和电机。且电机不需要降额使用，可应用在新的电机或旧设备的改造。同时，电机的谐波损耗大大减小，避免了由于输出谐波电流引起的电机发热，和转矩脉动引起的电机振动。图4-5 系统输出波形4.5 变频功率单元结构变频器每个变频功率单元采用模块化设计，在结构和电气性能上完全一致，

17、可以通用互换。变频功率单元的基本拓扑为交直交三相整流/单相逆变电路。主要有控制电路、驱动电路、故障检测电路、通讯电路、显示电路、整流电路、逆变等电路组成。整流侧为二极管，经过电容把脉动的直流滤成稳定的直流电源。通过对IGBT逆变桥进行正弦调制的PWM控制，可得到正弦的单相交流输出。制动IGBT负责把直流侧过高的能量通过制动电阻释放掉。过压抑制器是为了防止电压的瞬间变化损坏功率器件。起到能量吸收的作用，以达到保护逆变电路的目的。IGBT等功率器件的散热采用先进高效的热管散热技术，大大提高了功率器件的工作安全可靠性。另外，每个变频功率单元都能显示自己的中间直流电压值、工作状态和故障信息等（原理见下

18、图4-7所示）。当功率单元发生故障后将会向控制柜发出信号，控制机将会及时的处理。图4-6 系统主接线图图4-7功率单元原理图4.6 控制柜结构控制柜由高速单片机、工控PC机和PLC共同构成。单片机用于实现开环或闭环控制、PWM波生成控制、快速保护及网络控制等功能。工控PC提供友好的全中文WINDONWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于开关量信号的逻辑处理，运行和故障联锁，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。控制柜与变频功率单元之间采用光纤传导技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，可靠性大大提高。4.7

19、 励磁柜及制动电阻柜结构当负载为交流同步电动机，为了系统正常工作,需要一个稳定的励磁设备。该变频调速系统采用WKLF-11型微机全控励磁装置。励磁系统受控制柜内的PLC控制，输出的励磁电流随着变频器的频率改变而改变。当电机需要四个象限工作时，若系统采用能耗制动方式时，需要配置制动电阻柜。当电机发生制动时，通过制动电阻将回馈的能量释放掉，以达到减速的目的。第5章 安装及配线5.1 柜体安装变频器应安装在通风良好的室内，远离水源和火源，安装的位置应便于检查和维护。柜体及基础型钢的安装应符合下列要求：l 允许偏差应符合如下的规定项目 允许偏差 （mm/m ） 不直度 1 .5 水平度 1.5 l 基

20、础型钢安装后应有可靠接地。l 变频器安装在震动场所，应按设计要求采取防震措施。l 变频设备与结构件间连接应牢固。柜体等不宜与基础型钢焊死。l 柜体成列安装时，排列应整齐，相邻两柜间接缝应600V则采取手动合闸。将高开柜上的转换开关打到手动位置，然后合JC1，合上后将转换开关打到自动的位置；（4）高压6KV上电20秒后, JC1自动合闸后又分闸，自动频繁分合闸操作，检查高压开关柜后门内的JC1机械分闸手柄是否被压入，或者检查送电高开柜油开关操作手柄的联动触点是否接触不良，时闭时开。7.2 保护代码及处理变频器发生如下各保护时，均会使变频控制柜内的FLT继电器失电，使风机停运。在控制柜的运行显示器

21、显示相应的保护代码，同时“故障处理板”上相应变频单元的故障指示灯会点亮，依此查找发生故障的变频单元。若运行显示器显示的保护代码为L01或L02时，再查看液晶显示显示具体的保护码是E005，E006，E031，E032中的哪一个保护代码保护类型可能故障原因处理对策L01一个变频单元故障1E006保护为单元超温，检查热管散热器的温度是否过高，若温度过高可能散热器损坏或散热风机故障；2E005为单元直流过压。1运行过程中出现，按5.6故障倒机处理；2启动过程中出现：1) 依据“故障处理板”上点亮的变频单元故障灯确定故障单元；2) 目检故障单元内元件有无爆裂、焦黑痕迹；确认风机运转正常；3) 对于E0

22、05，E006的单元保护在完成上述的检查后若无爆裂、焦黑痕迹，等电机转速低于50转以下，可按“5.3变频启动”各步骤重运行。3E031或E032保护 此保护为单元内IGBT模块短路。L02两个及两个以上变频单元故障1 同上；2若所有故障指示灯全部点亮说明高压停电。1同上；2确认高压停电原因，可按“5.5高压6KV送电”各步骤重新上电运行。E02过流1 电流传感器工作异常2 过载1检测电流传感器电源是否为+15V和-15V；2按控制柜门上的复位按钮解除此保护，重新开车。第8章 保养 维护由于环境的温度，湿度，粉尘等的影响，都会导致变频器潜在的故障发生，因此必须对变频装置进行日常和定期的维护。8.

23、1 日常保养及维护变频器必须按照规定的使用环境运转使用。用户应该按照下列提示，做好日常保养工作，保持良好的运行环境，记录日常运行的数据，并及早发现异常的现象，可延长变频器使用寿命。一般检查内容：1. 控制端子螺丝是否松动，定期检查将其拧紧。2. 主电路端子是否有接触不良的情况，电缆连接处是否有过热痕迹。3. 电力电缆，控制电缆有无损伤，尤其是与金属表面接触的表皮是否有割伤的痕迹。4. 电力电缆的冷压端子的绝缘包扎带是否已脱落。5. 用吸尘器对电路板，风道上的粉尘全面的清扫。6. 长期存放的变频器必须在半年内进行一次通电试验，通电前必须作绝缘检查。7. 对变频器的绝缘测试，必须将所有的输入，输出

24、端子用导线短接后，对地测试。严禁单个端子对地测试，否则有损坏变频器的危险。8. 如果对电机进行耐压测试，必须将电机的输入端子U,V,W从变频器拆开后，单独对电机测试，否则将造成变频器的损坏。提示：出厂前高压变频装置已经通过耐压测试，用户不必再进行耐压测试，否则测试不当会损坏器件。表7-1 日常检查提示表检查对象检查要素判别标准检查内容周期检查手段运行环境温度、湿度每天温度计湿度计温度：0+40湿度：90%，无凝露尘埃、水及滴漏目视无水漏痕迹、无尘埃气体目视无异味变频单元柜风机五台风机是否运转正常每天无异样响声，无扇叶卡刮；五台风机运转正常热管散热器散热器温度每天高压停电后用测温仪检测15个单元

25、散热器各散热器温度基本一致且温升不超过40运行状态参数电机电流每天高开柜上电机电流表在额定值范围内且各电机三相电流对称输入电压高开柜上输入电压表额定值 波动范围以GB为准变频单元柜柜门防尘网柜门空气滤清器除尘每2周高压停电开门目测高压停电后用吸尘器进行除尘各柜内线路板及器件上的灰尘柜内灰尘每年高压停电后开门目测高压停电半小时后用除尘风机进行除尘8.2 变频器易损件更换变频器易损坏件主要有冷却风扇和滤波用电容，其受命于使用环境及保养状况密切相关。在通常情况，冷却风扇的使用寿命为：34万小时；电力电容的寿命为： 5万小时。用户可以根据运行时间确定更换年限。1. 散热风扇可能损坏原因：轴承磨损，叶片

26、老化。判断标准：停机时风扇叶片等是否有裂缝，开机时声音是否有异常振动。2. 滤波电容可能损坏原因：环境温度较高，频繁的负载跳变造成脉动电流增大，电解质老化。 3. 编码器的连接器可能损坏原因：长时间运行震动较大。判断标准：一个月对其进行检查，观察是否有裂痕，如显示屏上无速度显示则连接器断裂要及时更换。8.3 变频器的贮存用户购买变频器后，暂时存贮或长期存贮应存放在室内或能避免雨、雪、风、沙、高温、潮湿的干燥场所，要通风良好。用户购买变频器，暂时贮存和长期贮存必须注意以下几点：1. 请避免在高温，潮湿场所保存，保存场所必须不含尘埃、金属粉尘、腐蚀性气体，要保持通风良好。2. 长时间存放会导致电解

27、电容的劣化，必须保证在半年内通一次电。8.4 变频单元的更换1 将送电高压开关柜的开关分闸并挂牌；2 经过约20分钟的放电后，用套筒扳手卸下变频单元端子上端的外接5根电缆，注意不要让拆下的电缆搭到端子的其他位置；3 用手下压光纤头的锁紧扣，拔下光纤头（注意母线极板上的残压，手不要碰到单元内的母线极板）；单元内共有5根光纤：（1）驱动板两根，都为蓝色，线号为XXQ1和XXQ2，靠单元前门的为XXQ1。（2）通讯板两根，分别为蓝色XXR和灰色XXT，分别插在通讯板蓝色和灰色光纤座上。(XXR靠门)（3）Ctr板上一根；为灰色，线号为XXFLT；4 拔下所有的光纤头后即可用液压叉车把变频单元从变频柜

28、中抽出（注意不要刮卡其它的光纤线和电缆）。5. 将欲更换的单元用叉车推入变频柜内并使变频单元的导轨与柜内的轨道吻合；6 分别将驱动板的2根蓝色光纤插入驱动板的光纤座内，需听到咔哒锁紧声，并注意将线号为XXQ1的光纤插入靠近单元前门的光纤座内； 将线号为XXFLT的光纤插入Ctr板上的光纤座内； 再分别将蓝色和灰色的光纤插入到通讯板的蓝色和灰色的光纤座上。 7分别将5根电缆按“变频柜主电路接线图”接入端子上端；注意不要将串联的电缆接反。为了不影响您真情的挥洒，这里我就不给出模板了。J仅“同等学历”的同学需要写这个。什么是“同等学历”？我也不懂。L千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。不要在此行和下页的注释之间填写任何内容下面的内容是参考文献，通过“插入”“引用”“脚注和尾注”，插入尾注到“文档结尾”后，word会自动生成序号。双击序号能自动定位。移动引用位置会自动重新编号。还可以插入“交叉引用”，实现对一篇文献的多次引用。因为本人能力所限，不能将其自动放入前面的“参考文献”章节内，也不能去掉接下来的这半条直线，所以就只能麻烦您这么做了：打印前，备份文档，然后将下面的内容copy & paste到“参考文献”内，并要手工修改序号。注意！copy前一定要备份！以后再做修改时，要修改备份文档。