日立变频器应用理论.docx

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1、日立变频器应用理论摘要：介绍了日立J300系列变频器应用效果和利用变频器的“自动电压调整、“瞬时电源故障重启动、“模糊最正确加减速功能来实现设备的可靠运行。关键词：变频器节电可靠性自动电压调整重启动变频调速技术是最有开展前途的一种沟通调速方式，在我国很多领域得到了广泛的应用。我公司热电厂是一个装机容量为27MW62+151的小型热电厂，自从1997年6月开场，先后引进11台日立J300变频器，用于锅炉引风机、送风机、给水泵和汽轮机的循环水泵，获得成功，使年平均厂用电率下降1.5%，按年发电量1亿kWh计算，年可节电150万kWh，按0.70元/kWh计算，年节约105万元，一年内即可收回变频器

2、的全部投资。“变频节能已被广阔热电厂所承受，但是在应用经过中，也碰到了一些问题：例如系统电压的波动会引起变频器的跳闸；工作母线故障，BZT备用电源自投装置动作后，变频器怎样重新启动；总之，能否保证设备的可靠运行，是推广变频节能技术的先决条件。2应用实例我厂3#汽轮发电机组是南京汽轮电机厂制造，型号为CN15-3.43/0.981-1QF-15-2，其循环水系统采用了3台200kW循环水泵，系独立的闭式循环系统。根据汽轮机冷却循环倍率的要求，最多时2开1备，一般为1开2备，泵出口配以电动蝶阀，为全开全关操纵，因此只要泵一开，电动机即为满负荷。经实测，电动机功率均达200kW。我们将一台日立J30

3、0-2200HF5变频器用于循环水系统，节点效果明显，平均节电达45%以上。在解决设备可靠性问题上，我们应用了日立变频器所特有的“自动电压调整功能AVR功能、“瞬时电源故障设备重启动功能和“模糊最正确加减速功能，确保了主机设备的平安运行。3设备可靠性试验循环水泵是汽轮机的重要辅机，能否正常运行将直接影响汽轮机的运行，假如循环水泵因故停运，汽机循环冷却水会中断，凝汽器真空会骤然下降，认真空度降至-0.06Mpa时，汽轮机就会因“低真空保护动作而跳机，因此必须解决好可靠性的问题。3.1系统电压波动发生时的对策在机组运行经过中，由于受外来因素的影响，如雷电冲击、系统馈线短路故障、大电机直接启动等等，

4、均可引起用电母线的电压波动，有时瞬时电压可下跌至额定电压的30%以下，但电压上升也较快，一般均在1s内，有的只有几个周波的时间。对于不是很大的电压波动，我们可采用变频器的自动电压调整功能。当电源电压下降时，由于有AVR功能，不会引起变频器跳闸，使电动机正常运行。根据电力拖动原理，电动机的输出转矩与变频器输出电压和频率的关系为：MV/f2式中：M电动机的输出转矩，Nm；V变频器的输出电压，V；F变频器的输出频率，Hz。变频器设置AVR功能后，当外部电压忽然下降时，机内CPU会根据测得的电压下降信息，发出频率跟踪信息，进而使V/f维持不变，即变频器维持原有转矩，保持转矩平衡，进而防止变频器跳闸。实

5、际应用中，凡设置了AVR功能的变频器，从未发生因电源波动而引起的跳闸。3.2瞬时电源故障发生时的对策当外部电源瞬时发生故障，如工作电源中断，或者电压低于变频器无法维持正常工作时，仅利用变频器的AVR功能已很难知足要求了，由于只要电源中断，变频器是肯定要跳闸的，这也是变频器本身保护功能所决定的。因此当电源恢复后，怎样使变频器尽快恢复正常运行，是迫切的课题。日立变频用具有瞬时电源故障重启动的功能A34功能，对于欠压，可重启动16次。它还可以多种选择：跳闸后输出报警信号，不作自启动；在重起动时间减速停顿；0Hz重启动；频率协调启动。显然我们应选用第项中方式，该方式的过度过程如图1所示：当发生故障时，

6、电源中断时间为t0，变频器跳闸，输出停顿，但此时变频器内由于电容器的作用，控制电源将维持一段时间t1。在t1时间内，机内CPU仍正常工作，电动机因变频器输出切断而进入自由滑行状态。对于没有机械制动的电动机，其转速会缓慢下降。此时假如电源恢复正常，机内CPU会根据所测电动机的实际转速，计算出频率匹配点图中Q点，并发出相应的匹配频率指令，经延时t3瞬时电源故障恢复后等待时间，使变频器和电动机频率协调后重启动。上述t0、t1是由外部条件或者变频器本身特性所决定的，不能作设定和调整，t2、t3需人为设定，要求t2t0。假如t2t0，变频器就不能实现频率协调重启动，只能是0Hz重启动了.理论中，我们设定

7、t2=2s，t3=0.3s，可以知足要求。我们利用厂用电备用电源自投作为模拟瞬时电源故障，运行了循环水泵变频器重启动试验。首次试验，运行频率41Hz，瞬时电源故障后，变频器重启动成功，Q点为17Hz，但由于变频器设定加速时间为30s，自17Hz上升至运行工况时间t4较长，出现了循环水泵出水中断。为知足运行要求，必须缩短加速时间。但加速时间太短会引起变频器过流跳闸，太长了，又知足不了运行要求。针对这个问题，我们又采用了变频器的A59-2功能，即“模糊最正确加减速控制形式。所谓模糊最正确加减速功能，就是应用模糊控制理论，机内CPU随时测出变频器输出电流，并发出上升频率的指令，以确保变频器不由于过流

8、而跳闸，又以最快的速度上升频率。这样，变频器加减速时间不是原先设定的数值，而是根据CPU所测得电动机负载和制动要求确定，并自动计算最正确加减速速度，充分利用变频器的容量，以最快的速度到达需要的运行工况。经过理论，循环水泵出水没有中断，频率从下降到上升至运行频率均在2s内完成。我们在汽轮机不同负荷情况下试验，效果良好表1。根据试验可以发现，当机组满负荷运行时，发生电源瞬时故障，变频器重启动成功，汽轮机凝汽器真空仅下跌0.007MPa，不会引起因低真空保护的动作而跳机。1由于采用了日立J300变频器所具有的“自动电压调整、“瞬时电源故障设备重启动、“模糊最正确加减速等功能，确保了电源出现电压波动或者瞬时失电情况下，变频器仍能正常运行或者迅速恢复正常运行，进而确保主机诗歌被的正常运行；2我厂锅炉引风机、送风机、给水泵应用此技术，1年多来未发生跳闸而重启动失败；3由于采用变频技术，电机实现软启动，不存在启动电流冲击，同时对泵或者风机、管道、阀门等机械设备的冲击大大减小，进而延长了电机和其他设备的使用寿命。