高压变频调速系统.ppt
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1、HARSVERT-AHARSVERT-A高压变频调速系统介绍高压变频调速系统介绍一、一、产品型号的意义产品型号的意义 二、二、变频调速原理变频调速原理三、系统结构三、系统结构四、四、工作原理工作原理五、五、变频器结构变频器结构六、六、产品系列产品系列七、七、性能、参数指标性能、参数指标八、八、系统功能系统功能九、特色功能九、特色功能额定电流额定电流(A)(A)电压等级电压等级(KV)(KV)控制方式控制方式变频调速系统变频调速系统 (VERT)(VERT)产品系列产品系列(s)(s)公司名称缩写(公司名称缩写(HARHAR)注:注:1 1、额定输出电流为、额定输出电流为A A 2 2、电压等级
2、:、电压等级:KVKV3 3、控制方式:、控制方式:A A表示异步机普表示异步机普通控制型,通控制型,VAVA表示异步机矢量表示异步机矢量控制型,控制型,VSVS表示同步机矢量控表示同步机矢量控制型。制型。额定电流额定电流130A电压等级电压等级6KV异步机异步机变频调速系统变频调速系统正弦波系列正弦波系列公司名称缩写公司名称缩写一、产品型号的意义一、产品型号的意义二、变频调速原理二、变频调速原理按照电机学的基本原理,电机的转速满足如下的关系式:按照电机学的基本原理,电机的转速满足如下的关系式:n=(1-s)60f/p=nn=(1-s)60f/p=n0 0*(1-s)*(1-s)(P:电机极对
3、数;电机极对数;f:电机运行频率;电机运行频率;s:滑差)滑差)从式中看出,电机的同步转速从式中看出,电机的同步转速n n0 0正比于电机的运行频率正比于电机的运行频率(n(n0 0=60f/p)=60f/p),由于滑差由于滑差s s一般情况下比较小(一般情况下比较小(00.0500.05),电机的),电机的实际转速实际转速n n约等于电机的同步转速约等于电机的同步转速n n0 0,所以调节了电机的供电频所以调节了电机的供电频率率f f,就能改变电机的实际转速。电机的滑差就能改变电机的实际转速。电机的滑差s s和负载有关,负载和负载有关,负载越大则滑差增加,所以电机的实际转速还会随负载的增加而
4、略有越大则滑差增加,所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。下降。三、系统结构三、系统结构单元串联多电平拓扑结构单元串联多电平拓扑结构组成:移相变压器、功率模块、控制器组成:移相变压器、功率模块、控制器电压源高电压源高-高型变频器,高型变频器,直接高压输入,直接高压(直接高压输入,直接高压(3 3、6 6、10KV10KV)输出;输出;少数功率单元故障时,变频器可将其旁路降额运行,系统不停机;少数功率单元故障时,变频器可将其旁路降额运行,系统不停机;可以和用户现场可以和用户现场DCSDCS系统灵活接口,满足不同用户的不同要求。系统灵活接口,满足不同用户的不同要求。四、工作原理四、工作原理
5、这种多级移相叠加的这种多级移相叠加的整流方式,消除了大整流方式,消除了大部分由独立功率单元部分由独立功率单元引起的谐波电流,可引起的谐波电流,可以大大改善网侧的电以大大改善网侧的电流波形,使变频器网流波形,使变频器网侧电流近似为正弦波,侧电流近似为正弦波,使其负载下的网侧功使其负载下的网侧功率因数达到率因数达到0.95以上。以上。输入侧移相变压器将输入侧移相变压器将网侧高压变换为副边网侧高压变换为副边的多组低压,各副边的多组低压,各副边绕组在绕制时采用延绕组在绕制时采用延边三角接法,相互之边三角接法,相互之间有一定的相位差。间有一定的相位差。四、工作原理四、工作原理每个功率单元分别由输每个功率
6、单元分别由输入变压器的一组副边供入变压器的一组副边供电。电。每个单元的每个单元的U、V输出端输出端子相互串接而成星型接子相互串接而成星型接法给电机供电。无须输法给电机供电。无须输出滤波器;电机不需要出滤波器;电机不需要降额使用,可直接用于降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴承机械振动,减小了轴承和叶轮的机械力。和叶轮的机械力。柜内还附带输出电流和柜内还附带输出电流和电压检测功能,电压检测功能,四、工作原理四、工作原理每一个功率单元相当于一台交每一个功率单元相当于一台交-直直
7、-交电压型单相低压变频器。交电压型单相低压变频器。变压器柜变压器柜功率柜功率柜控控制制柜柜特点:特点:q移相变压器为干式变压器,移相变压器为干式变压器,H级绝缘,系统温度可达级绝缘,系统温度可达185,能够,能够完全消除电网侧电压、电流谐波;完全消除电网侧电压、电流谐波;q功率单元内部完全采用进口优质器件。所有功率单元安装采用滑轨,更换方便快捷;功率单元内部完全采用进口优质器件。所有功率单元安装采用滑轨,更换方便快捷;q控控制制柜柜主主要要有有控控制制器器、PLC、UPS、报报警警器器、DC24V电电源源、控控制制电电源源开开关关、接接线线端端子子、液液晶晶显显示示器器、操作按钮等操作按钮等
8、组成。组成。q控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术,具有很好的抗电磁干扰性能;控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术,具有很好的抗电磁干扰性能;q变压器、控制柜及所有功率单元自带温控保护,基本免维护变压器、控制柜及所有功率单元自带温控保护,基本免维护。五、五、变频器结构变频器结构五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)高压接线端子高压接线端子五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)电压互感器电压互感器五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)避雷器避雷器五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)电压互
9、感器电压互感器五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)行程开关行程开关五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)移相变压器移相变压器五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)温控仪温控仪五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)柜底风机柜底风机五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)断路器断路器五、变频器结构(变压器柜)五、变频器结构(变压器柜)柜顶冷却风机柜顶冷却风机五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)冷却风机冷却风机五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)电流霍尔电流霍
10、尔五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)电压互感器电压互感器五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)行程开关行程开关五、变频器结构(功率柜)五、变频器结构(功率柜)功率模块功率模块五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)HARS700/045P 第二代产品第二代产品带旁路带旁路输出电流为输出电流为45安培安培输入电压为输入电压为700伏伏公司名称的缩写公司名称的缩写五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)1、熔断器座、熔断器座每个熔断器座上连接着一每个熔断器座上连接着一个输入端子。变压器副边个输入端子
11、。变压器副边绕组上的相电压通过该输绕组上的相电压通过该输入端子进入功率模块。入端子进入功率模块。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)2 2、熔断器、熔断器熔断器主要用于移相变压器熔断器主要用于移相变压器副边绕组的过流保护。当输副边绕组的过流保护。当输入侧的电流过大,或者负载入侧的电流过大,或者负载过大,或者功率模块内部的过大,或者功率模块内部的元器损坏时,熔断器立即断元器损坏时,熔断器立即断开,起到保护的作用。开,起到保护的作用。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)3 3、整流桥、整流桥整整流流桥桥的的作作用用是是将将移移相相变变压压器器副副边边绕绕组组输输入入
12、的的交交流流电电转转变变成成为为直直流流电电。它它是是由由二二极极管管三三相相全桥进行不控全波整流。全桥进行不控全波整流。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)4 4、电解电容、电解电容电解电容的作用是滤波和储能。电解电容的作用是滤波和储能。由移相变压器副边绕组输入的由移相变压器副边绕组输入的交流电是一个畸波电流,只有交流电是一个畸波电流,只有通过电解电容对其进行平滑滤通过电解电容对其进行平滑滤波之后,是之有较好的直流波波之后,是之有较好的直流波形。形。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)5 5、IGBTIGBTIGBTIGBT作为大功率电子器件,具有驱动功作为大
13、功率电子器件,具有驱动功率小,开关能耗小、工作频率高等优点。率小,开关能耗小、工作频率高等优点。在一个功率模块里有四只在一个功率模块里有四只IGBTIGBT,他们共,他们共同组成功率模块的逆变电路。通过控制系同组成功率模块的逆变电路。通过控制系统对四只统对四只IGBTIGBT开关时间的控制,以达到开关时间的控制,以达到改变功率单元输出电压的频率的目的。改变功率单元输出电压的频率的目的。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)6 6、均压电阻、均压板、均压电阻、均压板 为了保证同一功率模块内的电解电容的为了保证同一功率模块内的电解电容的电压一致,通常在每一个电容的两端并电压一致,通常
14、在每一个电容的两端并联一个电阻,该电阻称为均压电阻。联一个电阻,该电阻称为均压电阻。在大容量的功率模块里,通常将多个均在大容量的功率模块里,通常将多个均压电阻固定连接在同一个电路板上,该压电阻固定连接在同一个电路板上,该板成为均压板。板成为均压板。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)8 8、单元控制板、单元控制板单元控制板是系统的控制器与功率模单元控制板是系统的控制器与功率模块之间的通讯接口。控制器发给功率块之间的通讯接口。控制器发给功率模块的命令,由控制板接受并转发;模块的命令,由控制板接受并转发;功率模块需要传递给控制器的信号,功率模块需要传递给控制器的信号,如功率模块报过
15、压、过热、过流、欠如功率模块报过压、过热、过流、欠压、欠流等故障,或者启动旁路信号,压、欠流等故障,或者启动旁路信号,都需要控制板转发给控制器。都需要控制板转发给控制器。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)8 8、驱动板、驱动板驱动板的作用是给驱动板的作用是给IGBTIGBT发出驱发出驱动信号,给旁路里的可控硅触发动信号,给旁路里的可控硅触发信号。信号。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)9 9、旁路、旁路该产品在每个功率单元的输出端之间该产品在每个功率单元的输出端之间并联了一个旁路电路,当某个功率单并联了一个旁路电路,当某个功率单元故障时,封锁对应功率单元元故
16、障时,封锁对应功率单元IGBTIGBT的触发信号,然后让旁路的触发信号,然后让旁路SCRSCR导通,导通,保证电机电流能通过,仍形成通路。保证电机电流能通过,仍形成通路。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)1010、滤波板、滤波板滤波板安装于可控硅旁边,其主要滤波板安装于可控硅旁边,其主要作用是吸收可控硅的阳极与阴极之作用是吸收可控硅的阳极与阴极之间的尖峰电压,保护可控硅。间的尖峰电压,保护可控硅。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)11、温度继电器、温度继电器功率模块内的温度继电器安装于功率模块内的温度继电器安装于IGBT之间,主要用于测量功率模之间,主要用于
17、测量功率模块的温度。每一个功率模块里安块的温度。每一个功率模块里安装了两个温度继电器。装了两个温度继电器。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)1212、输出端子、输出端子主要用于输出功率模块的额主要用于输出功率模块的额定电压。每一个功率模块安定电压。每一个功率模块安装有两个输出端子。同一相装有两个输出端子。同一相功率模块的输出端子通过铜功率模块的输出端子通过铜母排相互串联连接。母排相互串联连接。五、变频器结构(功率模块)五、变频器结构(功率模块)电 路 原 理 图五、变频器结构(控制柜)五、变频器结构(控制柜)控制系统由主控制器、人机界面(嵌控制系统由主控制器、人机界面(嵌入式
18、工控机)、入式工控机)、PLCPLC三大部分构成,三大三大部分构成,三大部分各有分工,又互相通讯、协同工作。部分各有分工,又互相通讯、协同工作。人机界面和主控制器及人机界面和主控制器及PLCPLC之间均采用之间均采用RS485RS485进行数据通讯,通讯协议为公司内进行数据通讯,通讯协议为公司内部的自定义协议。主控制器和部的自定义协议。主控制器和PLCPLC之间采之间采用用I/OI/O点及模拟信号线建立简单通讯。点及模拟信号线建立简单通讯。主控制器从人机界面或主控制器从人机界面或PLCPLC接收控制指令,对所有功率单元实施控制,同时监控各接收控制指令,对所有功率单元实施控制,同时监控各功率单元
19、的状态,送给人机界面进行状态显示,通知功率单元的状态,送给人机界面进行状态显示,通知PLCPLC实施系统保护。实施系统保护。人机界面为变频器提供的人机接口界面,变频器参数设定、功能设定、故障查询、运人机界面为变频器提供的人机接口界面,变频器参数设定、功能设定、故障查询、运行记录都通过人机界面来实现。行记录都通过人机界面来实现。PLCPLC负责对变频器内部故障状态进行监控,同时和工业现场进行接口,使变频器满负责对变频器内部故障状态进行监控,同时和工业现场进行接口,使变频器满足各种现场的不同控制要求。足各种现场的不同控制要求。五、变频器结构(控制系统)五、变频器结构(控制系统)控制器由控制器由1
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