變頻改造節(jié)能技術(shù)
一、變頻裝置結(jié)構(gòu)
1、主電路拓?fù)湓?/span>
電網(wǎng)電壓經(jīng)主變壓器隔離移相后為功率單元供電，每個(gè)功率單元為一個(gè)單相交-直-交電壓型逆變器，單元串聯(lián)星接后形成三相變頻電源給高壓電動(dòng)機(jī)供電。根據(jù)串聯(lián)單元級(jí)數(shù)的不同，產(chǎn)品分為3kV、6kV、10kV三個(gè)系列。主變壓器采用移相整流方式，輸入功率因數(shù)高，輸入電壓電流諧波小。滿足IEEE519-1992和GB/T 14549-93對(duì)電壓和電流最嚴(yán)格的諧波失真要求。無需任何功因補(bǔ)償和諧波抑制裝置。變頻器輸出采用多重化PWM技術(shù)，輸出為近乎完美的正弦波，無須加輸出濾器。電動(dòng)機(jī)諧波損耗小，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，無明顯電動(dòng)機(jī)噪聲。電動(dòng)機(jī)不需降額使用。輸出dV/dt和共模電壓小，對(duì)電動(dòng)機(jī)無附加電應(yīng)力損害。
2、功率單元原理
功率單元采用三相交流輸入，整流濾波后形成直流電壓，經(jīng)IGBTH橋逆變后輸出脈寬調(diào)制（PWM）電壓。功率單元控制板由IGBT驅(qū)動(dòng)電路和監(jiān)測(cè)保護(hù)電路、光纖通信電路、單元旁路電路和控制電源組成。運(yùn)行中功率單元故障時(shí)，變頻器可將故障單元自動(dòng)旁路并繼續(xù)運(yùn)行，等情況允許時(shí)再停機(jī)排除故障。
所有高壓產(chǎn)品均進(jìn)行滿載48小時(shí)測(cè)試，除一些保護(hù)功能外，磁鏈閉環(huán)矢量控制技術(shù)、高頻技術(shù)、快速疊頻技術(shù)、Syn-transfer技術(shù)、非對(duì)稱旁路技術(shù)、雙路控制電源等功能，這些功能技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。公司的電力電子，自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域具有理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀科研隊(duì)伍，長期致力于電力電子領(lǐng)域各類產(chǎn)品的開發(fā)研制，對(duì)于關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝也作了大量的完善和改進(jìn)，如：其中層疊直流母線的制作工藝保證了直流母線的分布電感最小，有效抑制了功率器件在開關(guān)過程中的di/dt電壓尖峰；高密度FPGA貼片工藝保證了控制器在惡劣環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行；整流橋、功率器件和電解電容的安裝工藝使整個(gè)系統(tǒng)的離散性達(dá)到最小，保證質(zhì)量和性能的高度一致性。為保障質(zhì)量和效率，公司還研制了各類具有特色的和方便使用的工藝調(diào)試工裝，建全了相應(yīng)的質(zhì)量管理體系。
二、產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)
1、通用矢量控制技術(shù)
具備通用矢量控制技術(shù)，基于電機(jī)d-q軸數(shù)學(xué)方程式解析，對(duì)電機(jī)定子電流解耦成勵(lì)磁分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，并分別加以控制，以達(dá)到模擬自然解耦的直流電動(dòng)機(jī)的控制效果。
技術(shù)框圖原理
2、非對(duì)稱旁路技術(shù)
采用單元級(jí)聯(lián)方式，當(dāng)其中某個(gè)單元出現(xiàn)故障后，在單元配備旁路功能（可選）的情況下，通過非對(duì)稱旁路技術(shù)可以使系統(tǒng)不停機(jī)運(yùn)行。非對(duì)稱技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)旁路方案更高的電壓輸出幅值。
3、飛車啟動(dòng)功能
具備飛車啟動(dòng)功能，能夠在未知電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的狀況下啟動(dòng)變頻器，變頻器自動(dòng)進(jìn)行頻率搜索，直至搜索到與電機(jī)實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)頻率相符的頻率，此時(shí)變頻器輸出相應(yīng)頻率，并控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)至指定頻率，此技術(shù)能有效減少瞬間停電對(duì)生產(chǎn)的影響以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
4、雙路控制電源
控制系統(tǒng)采用雙電源供電，控制電源失電后可正常工作；一路由用戶提供，一路由高壓變壓器繞組降到380v。兩路電源切換電路采用儲(chǔ)能電容，保證切換時(shí)平滑無擾動(dòng)。
5、來電自啟動(dòng)功能
電網(wǎng)瞬間跌落或波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)可保證瞬間失電不跳閘，且在失電后5個(gè)周期內(nèi)變頻器運(yùn)行不受影響，超過5個(gè)周期變頻器自動(dòng)降額運(yùn)行，失電超過9s后變頻器停機(jī)，連續(xù)生產(chǎn)提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率。
6、高可靠性器件
核心器件IGBT、整流二極管、高品質(zhì)電容、主控制芯片ARM、DSP、FPGA等均選用高品質(zhì)器件，保證了運(yùn)行的高可靠性，生命周期長。
7、遠(yuǎn)程監(jiān)控方案
在無線通訊模式中，通過2G/3G技術(shù)的支持，數(shù)據(jù)中心可以24小時(shí)對(duì)工藝運(yùn)行過程中變頻調(diào)速系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控。具有以下優(yōu)勢(shì)：故障報(bào)警及時(shí)，安全系數(shù)高；減少了現(xiàn)場維護(hù)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控的工作量：數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確：網(wǎng)絡(luò)無線監(jiān)控，降低了客戶在OSI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)物理層建設(shè)的投入。
三、公司試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)
1、環(huán)境模擬試驗(yàn)室
主要對(duì)高壓變頻器在高溫、低溫、鹽霧、潮濕、振動(dòng)等環(huán)境下的耐力進(jìn)行考核。
2、EMC試驗(yàn)室
主要對(duì)高壓變頻器進(jìn)行快速脈沖群、靜電、浪涌、電壓跌落等項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。
3、模塊老化試驗(yàn)室
主要對(duì)高壓變頻器的功率單元進(jìn)行高溫滿電流運(yùn)行72小時(shí)老化試驗(yàn)。
4、IGBT試驗(yàn)中心
主要測(cè)試IGBT性能。
5、熱仿真試驗(yàn)平臺(tái)
主要仿真功率器件的溫升。
6、高壓滿載試驗(yàn)站
擁有國內(nèi)領(lǐng)先的高壓變頻器專用多功能全電壓滿載試驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)還滿足低壓及中壓的全載試驗(yàn)需求，保證產(chǎn)品出廠前100%進(jìn)行高壓全載試驗(yàn)滿72小時(shí)。大大保證了產(chǎn)品在用戶端的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
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