HYV1200系列高壓變頻調速系統

日期:2020-08-04

HYV1200變頻調速系統特點

l  高效率、無污染、高功率因數

HYV1200高壓變頻調速系統采用的是功率單元串聯的高-高方案,采用了多繞組高壓移相變壓器,二次側繞組中流過的電流,在變壓器一次側疊加時,形成非常逼近正弦波的電流波形。經過實際測試,50Hz運行時,網側電流諧波 < 2%,電機側輸出電壓諧波 < 1.5%(即使在40Hz時,仍然 < 2%),成套裝置的效率 > 97%,功率因數 > 96%。完全滿足了IEEE 5191992對電壓、電流諧波含量的要求。通過采用自主開發的專用PWM控制方法,比同類的其它方法可進一步降低輸出電壓諧波12%。

l  先進的故障單元旁路運行(專業核心技術)

為了提高系統的可靠性,整個變頻調速系統中考慮了一定的輸出電壓余量,且在各功率單元內部增加了旁路電路。當某個功率單元出現故障時,可以自動監測故障并啟動旁路電路,使得該單元不再投入運行,同時程序會自動進行運算,調整算法,使得輸出的三個相電壓仍然完全對稱,電機的運行不受任何影響。

6kV高壓變頻調速系統為例,每相有5-6個單元時,當某一相中有2個功率單元出現故障時,故障單元將自動旁路,系統仍然可以滿負荷運行;即使某一相中所有單元故障,全部被旁路,系統輸出容量仍可高達額定容量的57.7%。這種控制方法處于國際先進,國內領先水平,將大大提高系統的可靠性。

l  高性能的控制技術

HYV1200高壓變頻調速系統率先實現了簡易矢量控制技術,可以實現恒轉矩快速動態響應,并且具有加、減速自適應功能,即可根據運行工控參數的實際情況,自動調整加、減速時間,在不超過最大允許電流的情況下,快速達到設定轉速。同時,系統可以自動識別電機轉速,用戶可以不考慮電機目前運行狀態,可直接實現電機的啟動、加速、減速或停機操作。HYV1200高壓變頻調速系統還可以實現反饋能量自動限制功能。

l  高可靠性

控制電源可實現外部380V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換。即使兩路電源都出現故障時,控制系統仍然可以工作足夠長的時間,控制整個系統安全停機,發出警報,并記錄故障時的所有狀態參數。

采用高速光纖通信,可有效避免電磁干擾。

當單元故障數目超過設定值時,系統可自動切換到工頻運行。

整流變壓器有完善的溫度監控功能。

獨特設計的功率柜風道,主要發熱元器件都靠近或處于風道中,散熱效果好,保證了系統的過載能力。

抗電網電壓波動能力強,當電網電壓在-30%~+15%范圍內波動時,系統可以正常工作;對于功率單元,在電壓-35%~20%范圍內變化時,都可正常工作。

 

l  其它特點

故障自診斷能力強,監測系統中所有主要參數及接口信號;

5.7英寸液晶觸摸屏人機界面,操作簡單,友好,顯示內容豐富;

接口豐富,可與多種自動化設備和系統接口,滿足各種現場不同需要,特殊接口可以定制;

維修簡單,所有單元可以互換,備件少;

先進、及時、迅捷、完美的售后服務。

 

  2.2HYV1200變頻調速系統原理

HYV1200系列高壓變頻調速系統組成部分包括變壓器柜、功率柜、控制柜及旁路柜(可選),如圖1所示。

    1中主要示意系統的組成部分,具體到各系列產品的實際安裝方式,可能有所區別。尤其是針對1000kW以下的系列產品,采用了優化設計方案,不但保證了整個系統的可靠性,而且更加緊湊,降低了對用戶的安裝空間的要求。(柜體的尺寸和風機的數量,隨裝置的具體的容量而不同)

2是串聯H橋式高壓變頻調速系統功率電路(5/相)原理圖,以輸出6KV,每相56KV產品也可能每相6個單元串聯,對于10kV,每相89個單元)。圖中6 KV電網電壓直接給移相變壓器供電,移相變壓器二次側有15個獨立的三相低壓繞組。每一個三相低壓繞組給一個低壓單相變頻器(稱為H橋或功率單元)供電,其電路圖如圖3所示。在圖2給出的例子中,輸出到電機的三相中,每一相由5個功率單元串聯,三相共15個功率單元,即可輸出電壓、頻率三相對稱且都可調的變壓、變頻電源。最高輸出電壓為6 KV,頻率50Hz,可直接驅動6KV的三相異步電動機。如果需要輸出10KV電壓,采用增加每相功率單元的串聯個數或者增加每個H橋單元的輸出電壓。

2  串聯H橋高壓變頻調速系統功率電路(5/相)原理圖

3  H橋單個功率單元內部電路原理圖

l  旁路柜構成:

旁路柜為可選件??梢圆徊捎门月饭?,高壓輸入和輸出線通過變壓器柜中的接線端子進行連接。如果采用旁路柜時,可選擇手動旁路、自動旁路或者手自一體方式,相應地,旁路柜的構成也不相同。若選擇自動旁路或者手自一體旁路方式,將手動旁路方式多了一鍵切換功能。即:若變頻在正常運行,按下“變→工”按鈕后,變頻器將立刻停機且由變頻狀態切換至工頻運行狀態;若變頻處于工頻運行,按下“工→變”按鈕后,工頻將立刻停機且由工頻狀態切換至變頻運行狀態。

手動旁路方式的旁路柜主要由隔離刀閘、電壓互器等構成,它的主要作用是在高壓變頻器檢修時,為高壓電機從電網直接提供高壓電源,不影響用戶的使用。在使用時可進行變頻運行和工頻運行的切換。

                4  手動方式的旁路柜(圖中的CJ1為用戶高壓開關)

自動方式時的旁路柜主要包括真空接觸器等設備,可以不需要人工操作,通過控制柜的可編程序控制器(PLC)自動進行控制,并在系統出現故障時,把變頻器輸出到電機的三相輸出自動切除并切換到電網直接供電,不會導致系統停機。

                    5 自動方式的旁路柜(圖中的CJ1為用戶高壓開關)

    手自一體方式時的旁路柜主要包括真空接觸器、隔離刀閘等設備,人工操作與控制柜的可編程序控制器(PLC)自動控制相結合。并在系統出現故障時,把變頻器輸出到電機的三相輸出自動切除并切換到電網直接供電,不會導致系統停機(旁路柜與自動方式相似,區別在于在分別變壓器前端加一隔離刀閘,功率單元后端加一隔離刀閘).

l  變壓器柜構成:

變壓器柜內主要為高壓隔離移相變壓器。6 KV高壓變頻調速系統為例,當采用1700V級的IGBT時,功率柜中每相由5或6個功率單元組成。這些單元皆由隔離移相變壓器二次側供電,且二次側依次相差一個相位差,可實現多重化串聯整流。在移相變壓器的一次側中,各折算的二次側電流疊加后,其電流波形非常逼近正弦波,因此對電網的諧波干擾非常小,完全滿足國際、國內包括IEEE 519-1992GB/T14549-93在內各種標準的要求。同時,也改善了系統的功率因數。變壓器柜中同時包括溫度監測控制器的測溫點,它實時循環監測各相繞組的溫度。變壓器溫度監測控制器會及時把變壓器超溫或者變壓器故障信息反饋給控制柜,保證了變壓器的可靠運行。

l  功率柜構成:

功率柜是變頻器功率主電路核心的部分,它由多個完全相同的功率單元組成,各功率單元的輸出電壓串聯疊加后組成輸出到電機的三相電壓。功率單元中的主功率器件為IGBT,所采用的IGBT耐壓為1700V級的IGBT。

以6KV的高壓變頻器調速系統為例,當采用1700V的IGBT時,每相中包含5個功率單元,而每個功率單元的輸出電壓為交流693V,則相電壓為5×693,即3464V,相應的,其線電壓為6KV。

若所設計的裝置為10kV變頻調速系統,采用的器件也是1700V級的IGBT,則每相中包含8或9個功率單元。

通過采用了具有自主知識產權的優化PWM(脈沖寬度調制)控制技術,使得輸出到電機的電壓波形非常接近正弦波,諧波含量小,dv/dt小,無需額外增加濾波器,可以直接輸出到普通異步電動機,且對變頻器到電機的電纜長度沒有要求。功率單元和控制柜之間通過高速可靠的光纖進行通信,可有效避免電磁干擾,提高系統的可靠性。

l  控制柜構成:

控制柜是整個高壓變頻調速系統的核心,它根據用戶在本地或遠程的操作和設置,并采集系統中電壓、電流模擬量,及各開關量,進行邏輯處理和計算后,決定并控制各功率單元的動作,進一步驅動電機,滿足輸出要求。

控制柜中包括隔離變壓器、脈沖抑制群、整流橋、斷路器、可編程邏輯控制器PLC、DSP 控制板、IO板、光纖板、液晶操作人機界面及控制開關等。其中,所有的計算在 DSP 控制板中進行??刂坪诵臑閷I設計的雙DSP(數字信號處理器),并輔之以FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件),它們的采用不但可進行高速運算,實現復雜的控制功能,而且還大大簡化了控制電路的設計,提高了控制系統的可靠性。

  2.3HYV1200變頻調速系統性能指標

主回路電壓/頻率

33 kV 、6kV、10kV,4555Hz

控制回路

三相四線制380V,50Hz/60Hz

變動容許值

電壓:+10%(輸入移相變壓器有±5%的抽頭);電壓失衡率:<3%,頻率:±5%

輸入功率因數

> 0.9620%額定負載以上)

適用電機(kW)

20020000

額定容量(kVA)

25025000

額定電壓(3相)

3kV、6kV、10kV

電流過載能力

120% 額定負載1分鐘;130%,30秒;150%,立即保護

輸出頻率

0.1~120Hz

變頻器效率

> 0.97 (額定負載)

控制方法

高性能轉差自動補償的VVVF控制,簡易矢量控制

最高頻率

50~120Hz

基本頻率

20~60Hz

起動頻率

1~20Hz

頻率分辨率

模擬設定0.1%×最大頻率;數字設定0.01Hz

頻率精度

模擬設定±0.2%×最大頻率;數字設定±0.01Hz

加減速時間

0.5~3600s

電壓頻率特性

基頻以下恒V/F,基頻以上恒功率

頻率設定

數字面板操作,模擬設定 4~20mA,上位機通訊設定,多段速

結構

防護等級

IP20,其他等級可定制

整體結構

多柜式

冷卻方式

頂部風扇強制風冷 或者水冷

繼電器輸出

24VDC/8A

開路集電極輸出

24VDC,最大100mA,輸出阻抗30~35Ω

模擬校準

50.0200.0%(最小單位:0.1%

模擬表輸出

4~20mA

保護

變頻器輸入過壓、欠壓保護,變頻器過載保護,電機過流保護,系統接地故障保護,系統過電流保護,輸入變壓器過熱保護,變壓器缺相保護,控制電源過壓、欠壓保護,控制電源故障保護,功率單元直流過壓、欠壓保護,功率單元通訊失敗保護,功率單元過熱保護,功率單元旁路失敗保護等等。

使用環境

工作溫度: -40+45

儲存溫度: -40℃~ +60

相對濕度: 5% 95%無凝露)

海拔高度: < 1000米,1000米以上需加容量或定制

安全規范

高壓變頻器可靠接地,可能觸及的金屬部件與外殼接地點處的電阻不大于0.1Ω,能夠承受按相應開關算出的短路電流沖擊(40KA以上),接地點有明顯的接地標志。高壓變頻器柜內裝屏蔽罩等防止電擊的保護設施。

 

  2.4HYV1200變頻調速系統系列型號說明

HYV1200□□ / □□□

1  2      3       4       5  6  7

注:

1、西安弘毅電氣有限公司名稱縮寫;

2、產品類型:高壓變頻器;

3、電壓等級:03 —— 3KV3.3KV;06 —— 6KV6.6KV;10 —— 10KV;

4、額定電流:單位A;(變頻器容量)

5、型式參數1Y —— 三相異步電動機;T —— 同步電動機;

6、型式參數2A —— 每相功率單元為5個(6kV)或8個(10kV);B —— 每相功率單元為6個(6kV)或9個(10kV);

7、型式參數3N —— 無旁路柜;P —— 自動旁路柜;M——手動旁路柜;A —— 手自一體旁路柜

例如:HYV1200-10/080-YBP表示西安弘毅電氣有限公司所生產的10KV、額定電流80A,(額定容量800KW)三相異步電動機用的串聯H橋高壓變頻器,每相功率單元有9個,且配有自動旁路柜。

  2.5HYV1200變頻調速系統適用范圍

     HYV1200系列高壓變頻調速系統可廣泛用于下列場合:

l  電力工業:鍋爐給水泵、送風機、引風機等。

l  采礦行業:礦井的排水泵和排風扇等。

l  冶金行業:高爐鼓風機、煉鋼制氧機、除塵風機等。

l  石化行業:大型輸油泵、化工生產的壓縮機等。

l  城市建設:自來水供水泵、中央空調壓縮機等。

    總之,在電力、礦山、冶金、化工、交通等各個領域中采用大功率風機、水泵類機械中,如果采用HYV1200系列變頻調速系統進行調速控制,取代傳統的機械控制方法都可以取得相當顯著的節能效果。

現在致電 029 81885190 OR 查看更多聯系方式 →

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