HYV1200变频调速系统特点

l  高效率、无污染、高功率因数

HYV1200高压变频调速系统采用(yòng)的是功率单元串联的高-高方案，采用(yòng)了多(duō)绕组高压移相变压器，二次侧绕组中流过的電(diàn)流，在变压器一次侧叠加时，形成非常逼近正弦波的電(diàn)流波形。经过实际测试，50Hz运行时，网侧電(diàn)流谐波 < 2％，電(diàn)机侧输出電(diàn)压谐波 < 1.5％（即使在40Hz时，仍然 < 2％），成套装置的效率 > 97％，功率因数 > 96％。完全满足了IEEE 519－1992对電(diàn)压、電(diàn)流谐波含量的要求。通过采用(yòng)自主开发的专用(yòng)PWM控制方法，比同类的其它方法可(kě)进一步降低输出電(diàn)压谐波1～2％。

l  先进的故障单元旁路运行（专业核心技术）

為(wèi)了提高系统的可(kě)靠性，整个变频调速系统中考虑了一定的输出電(diàn)压余量，且在各功率单元内部增加了旁路電(diàn)路。当某个功率单元出现故障时，可(kě)以自动监测故障并启动旁路電(diàn)路，使得该单元不再投入运行，同时程序会自动进行运算，调整算法，使得输出的三个相電(diàn)压仍然完全对称，電(diàn)机的运行不受任何影响。

以6kV高压变频调速系统為(wèi)例，每相有(yǒu)5-6个单元时，当某一相中有(yǒu)2个功率单元出现故障时，故障单元将自动旁路，系统仍然可(kě)以满负荷运行；即使某一相中所有(yǒu)单元故障，全部被旁路，系统输出容量仍可(kě)高达额定容量的57.7％。这种控制方法处于國(guó)际先进，國(guó)内领先水平，将大大提高系统的可(kě)靠性。

l  高性能(néng)的控制技术

HYV1200高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术，可(kě)以实现恒转矩快速动态响应，并且具有(yǒu)加、减速自适应功能(néng)，即可(kě)根据运行工控参数的实际情况，自动调整加、减速时间，在不超过最大允许電(diàn)流的情况下，快速达到设定转速。同时，系统可(kě)以自动识别電(diàn)机转速，用(yòng)户可(kě)以不考虑電(diàn)机目前运行状态，可(kě)直接实现電(diàn)机的启动、加速、减速或停机操作。HYV1200高压变频调速系统还可(kě)以实现反馈能(néng)量自动限制功能(néng)。

l  高可(kě)靠性

控制電(diàn)源可(kě)实现外部380V供電(diàn)和高压電(diàn)源辅助供電(diàn)双路電(diàn)源自动切换。即使两路電(diàn)源都出现故障时，控制系统仍然可(kě)以工作足够長(cháng)的时间，控制整个系统安全停机，发出警报，并记录故障时的所有(yǒu)状态参数。

采用(yòng)高速光纤通信，可(kě)有(yǒu)效避免電(diàn)磁干扰。

当单元故障数目超过设定值时，系统可(kě)自动切换到工频运行。

整流变压器有(yǒu)完善的温度监控功能(néng)。

独特设计的功率柜风道，主要发热元器件都靠近或处于风道中，散热效果好，保证了系统的过载能(néng)力。

抗電(diàn)网電(diàn)压波动能(néng)力强，当電(diàn)网電(diàn)压在－30％～＋15％范围内波动时，系统可(kě)以正常工作；对于功率单元，在電(diàn)压－35％～20％范围内变化时，都可(kě)正常工作。

 

l  其它特点

故障自诊断能(néng)力强，监测系统中所有(yǒu)主要参数及接口信号；

5.7英寸液晶触摸屏人机界面，操作简单，友好，显示内容丰富；

接口丰富，可(kě)与多(duō)种自动化设备和系统接口，满足各种现场不同需要，特殊接口可(kě)以定制；

维修简单，所有(yǒu)单元可(kě)以互换，备件少；

先进、及时、迅捷、完美的售后服務(wù)。

 

  2.2．HYV1200变频调速系统原理(lǐ)

HYV1200系列高压变频调速系统组成部分(fēn)包括变压器柜、功率柜、控制柜及旁路柜（可(kě)选），如图1所示。

    图1中主要示意系统的组成部分(fēn)，具體(tǐ)到各系列产品的实际安装方式，可(kě)能(néng)有(yǒu)所區(qū)别。尤其是针对1000kW以下的系列产品，采用(yòng)了优化设计方案，不但保证了整个系统的可(kě)靠性，而且更加紧凑，降低了对用(yòng)户的安装空间的要求。（柜體(tǐ)的尺寸和风机的数量，随装置的具體(tǐ)的容量而不同）

图2是串联H桥式高压变频调速系统功率電(diàn)路（5串/相）原理(lǐ)图，以输出6KV，每相5（6KV产品也可(kě)能(néng)每相6个单元串联，对于10kV，每相8或9个单元）。图中6 KV電(diàn)网電(diàn)压直接给移相变压器供電(diàn)，移相变压器二次侧有(yǒu)15个独立的三相低压绕组。每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器（称為(wèi)H桥或功率单元）供電(diàn)，其電(diàn)路图如图3所示。在图2给出的例子中，输出到電(diàn)机的三相中，每一相由5个功率单元串联，三相共15个功率单元，即可(kě)输出電(diàn)压、频率三相对称且都可(kě)调的变压、变频電(diàn)源。最高输出電(diàn)压為(wèi)6 KV，频率50Hz,可(kě)直接驱动6KV的三相异步電(diàn)动机。如果需要输出10KV電(diàn)压，采用(yòng)增加每相功率单元的串联个数或者增加每个H桥单元的输出電(diàn)压。

图2  串联H桥高压变频调速系统功率電(diàn)路（5串/相）原理(lǐ)图

图3  H桥单个功率单元内部電(diàn)路原理(lǐ)图

l  旁路柜构成：

旁路柜為(wèi)可(kě)选件。可(kě)以不采用(yòng)旁路柜，高压输入和输出線(xiàn)通过变压器柜中的接線(xiàn)端子进行连接。如果采用(yòng)旁路柜时，可(kě)选择手动旁路、自动旁路或者手自一體(tǐ)方式，相应地，旁路柜的构成也不相同。若选择自动旁路或者手自一體(tǐ)旁路方式，将手动旁路方式多(duō)了一键切换功能(néng)。即：若变频在正常运行，按下“变→工”按钮后，变频器将立刻停机且由变频状态切换至工频运行状态；若变频处于工频运行，按下“工→变”按钮后，工频将立刻停机且由工频状态切换至变频运行状态。

手动旁路方式的旁路柜主要由隔离刀(dāo)闸、電(diàn)压互感器等构成，它的主要作用(yòng)是在高压变频器检修时，為(wèi)高压電(diàn)机从電(diàn)网直接提供高压電(diàn)源，不影响用(yòng)户的使用(yòng)。在使用(yòng)时可(kě)进行变频运行和工频运行的切换。

                图4  手动方式的旁路柜（图中的CJ1為(wèi)用(yòng)户高压开关）

自动方式时的旁路柜主要包括真空接触器等设备，可(kě)以不需要人工操作，通过控制柜的可(kě)编程序控制器（PLC）自动进行控制，并在系统出现故障时，把变频器输出到電(diàn)机的三相输出自动切除并切换到電(diàn)网直接供電(diàn)，不会导致系统停机。

                    图5 自动方式的旁路柜（图中的CJ1為(wèi)用(yòng)户高压开关）

    手自一體(tǐ)方式时的旁路柜主要包括真空接触器、隔离刀(dāo)闸等设备，人工操作与控制柜的可(kě)编程序控制器（PLC）自动控制相结合。并在系统出现故障时，把变频器输出到電(diàn)机的三相输出自动切除并切换到電(diàn)网直接供電(diàn)，不会导致系统停机（旁路柜与自动方式相似，區(qū)别在于在分(fēn)别变压器前端加一隔离刀(dāo)闸，功率单元后端加一隔离刀(dāo)闸）.

l  变压器柜构成：

变压器柜内主要為(wèi)高压隔离移相变压器。以6 KV高压变频调速系统為(wèi)例，当采用(yòng)1700V级的IGBT时，功率柜中每相由5或6个功率单元组成。这些单元皆由隔离移相变压器二次侧供電(diàn)，且二次侧依次相差一个相位差，可(kě)实现多(duō)重化串联整流。在移相变压器的一次侧中，各折算的二次侧電(diàn)流叠加后，其電(diàn)流波形非常逼近正弦波，因此对電(diàn)网的谐波干扰非常小(xiǎo)，完全满足國(guó)际、國(guó)内包括IEEE 519-1992和GB/T14549-93在内各种标准的要求。同时，也改善了系统的功率因数。变压器柜中同时包括温度监测控制器的测温点,它实时循环监测各相绕组的温度。变压器温度监测控制器会及时把变压器超温或者变压器故障信息反馈给控制柜，保证了变压器的可(kě)靠运行。

l  功率柜构成：

功率柜是变频器功率主電(diàn)路核心的部分(fēn)，它由多(duō)个完全相同的功率单元组成，各功率单元的输出電(diàn)压串联叠加后组成输出到電(diàn)机的三相電(diàn)压。功率单元中的主功率器件為(wèi)IGBT，所采用(yòng)的IGBT耐压為(wèi)1700V级的IGBT。

以6KV的高压变频器调速系统為(wèi)例，当采用(yòng)1700V的IGBT时，每相中包含5个功率单元，而每个功率单元的输出電(diàn)压為(wèi)交流693V，则相電(diàn)压為(wèi)5×693，即3464V，相应的，其線(xiàn)電(diàn)压為(wèi)6KV。

若所设计的装置為(wèi)10kV变频调速系统，采用(yòng)的器件也是1700V级的IGBT，则每相中包含8或9个功率单元。

通过采用(yòng)了具有(yǒu)自主知识产权的优化PWM（脉冲宽度调制）控制技术，使得输出到電(diàn)机的電(diàn)压波形非常接近正弦波，谐波含量小(xiǎo)，dv/dt小(xiǎo)，无需额外增加滤波器，可(kě)以直接输出到普通异步電(diàn)动机，且对变频器到電(diàn)机的電(diàn)缆長(cháng)度没有(yǒu)要求。功率单元和控制柜之间通过高速可(kě)靠的光纤进行通信，可(kě)有(yǒu)效避免電(diàn)磁干扰，提高系统的可(kě)靠性。

l  控制柜构成：

控制柜是整个高压变频调速系统的核心，它根据用(yòng)户在本地或遠(yuǎn)程的操作和设置，并采集系统中電(diàn)压、電(diàn)流模拟量，及各开关量，进行逻辑处理(lǐ)和计算后，决定并控制各功率单元的动作，进一步驱动電(diàn)机，满足输出要求。

控制柜中包括隔离变压器、脉冲抑制群、整流桥、断路器、可(kě)编程逻辑控制器PLC、DSP 控制板、IO板、光纤板、液晶操作人机界面及控制开关等。其中，所有(yǒu)的计算在 DSP 控制板中进行。控制核心為(wèi)专业设计的双DSP（数字信号处理(lǐ)器），并辅之以FPGA（现场可(kě)编程门阵列）和CPLD（复杂可(kě)编程逻辑器件），它们的采用(yòng)不但可(kě)进行高速运算，实现复杂的控制功能(néng)，而且还大大简化了控制電(diàn)路的设计，提高了控制系统的可(kě)靠性。

  2.3．HYV1200变频调速系统性能(néng)指标

 

  2.4．HYV1200变频调速系统系列型号说明

HYV1200—□□ / □□□ － □ □ □

1  2      3       4       5  6  7

注：

1、西安弘毅電(diàn)气有(yǒu)限公司名称缩写；

2、产品类型：高压变频器；

3、電(diàn)压等级：03 —— 3KV或3.3KV；06 —— 6KV或6.6KV；10 —— 10KV；

4、额定電(diàn)流：单位A；（变频器容量）

5、型式参数1：Y —— 三相异步電(diàn)动机；T —— 同步電(diàn)动机；

6、型式参数2：A —— 每相功率单元為(wèi)5个（6kV）或8个（10kV）；B —— 每相功率单元為(wèi)6个（6kV）或9个（10kV）；

7、型式参数3：N —— 无旁路柜；P —— 自动旁路柜；M——手动旁路柜；A —— 手自一體(tǐ)旁路柜

例如：HYV1200-10/080-YBP表示西安弘毅電(diàn)气有(yǒu)限公司所生产的10KV、额定電(diàn)流80A,(额定容量800KW)三相异步電(diàn)动机用(yòng)的串联H桥高压变频器，每相功率单元有(yǒu)9个，且配有(yǒu)自动旁路柜。

  2.5．HYV1200变频调速系统适用(yòng)范围

     HYV1200系列高压变频调速系统可(kě)广泛用(yòng)于下列场合：

l  電(diàn)力工业：锅炉给水泵、送风机、引风机等。

l  采矿行业：矿井的排水泵和排风扇等。

l  冶金行业：高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机等。

l  石化行业：大型输油泵、化工生产的压缩机等。

l  城市建设：自来水供水泵、中央空调压缩机等。

    总之，在電(diàn)力、矿山(shān)、冶金、化工、交通等各个领域中采用(yòng)大功率风机、水泵类机械中，如果采用(yòng)HYV1200系列变频调速系统进行调速控制，取代传统的机械控制方法都可(kě)以取得相当显著的节能(néng)效果。