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高压变频器构成及测试

来源::未知 | 作者:利来国际 | 本文已影响 57 人

摘要:本文详细介绍了POWERSMART高压变频器的系统组成,控制原理,及其技术特点与优势。控制系统采用双DSP控制,可靠性高,是单元串联多重化电压源型完美无谐波高-高式高压变频器,并介绍了高压变频器的出厂测试情况。 
关键词:变频器  多重化  飞车启动  完美无谐波 
        0 引言 
        哈尔滨九洲电气股份有限公司成立于2000年,是以“高压、大功率”电力电子技术为核心技术,以“高效节能、新型能源”为产品发展方向,从事电力电子成套设备的研发、制造、销售和服务的高科技上市公司。      
本文主要对PowerSmart系列高压变频器功能、出厂测试进行介绍。 
        1 Power SmartTM高压变频调速控制装置系统组成 
        Power SmartTM系列高压变频调速系统主要由切分移相干式变压器柜、功率单元柜、控制单元柜、远控操作箱、旁路开关柜等部分组成。切分移相干式变压器为变频器的输入设备,一般由铁心、输入绕组、屏蔽层、输出绕组及冷却风机、过热保护等部分构成。控制单元柜主要由主控制器、温控器、风机保护器、人机界面(数码管和彩色触摸屏可选)、PLC、嵌入式微机、开关电源、EMI模块、隔离变压器、空气开关、接触器、继电器、模拟量模块、开关量模块等组成。 
        2 工作原理 
        Power SmartTM系列高压变频器是采用单元串联多重化技术属于电压源型高-高式高压变频器。所谓多重化,就是每相由几个低压功率单元串联组成,各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器来独立供电。采用多重化叠加的方式,使变频器输出电压的谐波含量很小,不会引起电动机的附加谐波发热。其输出电压的dV/dt也很小,不会给电机增加明显的应力,因此可以向普通标准型交流电动机供电,而且无需降容使用。由于输出电压的谐波和dV/dt都很小,不需要附加输出滤波器,输出电缆也长度无要求。由于谐波很小,附加的转矩脉动也很小,避免了由此引起的机械共振。变频器工作时的功率因数达0.96以上,完全满足了供电系统的要求。因此不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置,也不会与现有的补偿电容装置发生谐振,变频器工作时不会对同一电网上运行的电气设备发生干扰,因而被人们誉为“完美无谐波的高压变频器”。

 3 技术特点
        采用双DSP控制,可靠性高,杜绝了变频器死机问题;采用36脉冲整流(以6KV变频器为例)及空间矢量多重化PWM技术,每相由6个功率单元串联而成,并直接驱动电动机,无需输出升压变压器。输出电平数高,dv/dt很小,输出波形接近正弦波。采用专利技术的实时光纤传送技术,对功率单元进行控制。变频器输出转矩脉冲窄,控制精度高,避免了机械共振。完善的自我诊断和故障预警机制,上电自检,运行中实时监测,检测速度高。通过双DSP系统,实现纳秒级运算并进行综合判断,分析准确,减少变频器误报警。具有PWM控制波形与逆变输出波形实时验证功能,提高了输出波形的准确性,增强了系统无故障的运行能力。具有反转启动和飞车启动功能,无论电机处于正转还是反转状态,变频器均可实现大力矩直接启动。具备来电自启动功能,避免电网短时失电对生产造成影响。变频器发生短路、接地、过流、过载、过压、欠压、过热等情况时,系统均能故障定位并且及时告警或保护,对电网波动的适应能力强。支持中心点偏移式的旁路技术。当某一个功率单元失效时,能够立即对该单元实施旁路处理,而整个变频器的输出仍能维持94%以上的电压,这保证了系统的不间断运行。
        4 出厂测试
        Powersmart系列高压变频器检验项目(全功率出厂测试)包括:①一般检验:包括外观、部件、元器件。②电气间隙与爬电距离检验。③安全与接地检验。④外壳防护检验。⑤保护功能检验。⑥显示功能检验。⑦效率检验。⑧功率因数检验。⑨输出电压检验。⑩频率分辨率检验。  过载试验。  连续运行试验。  启动特性控制实验。 温升试验。  谐波实验。   控制回路上电源切换实验。  不间断后备电源实验。  高压掉电短时跟踪再启动实验。 飞车启动试验。
        九洲电气生产的每一台PowerSmart系列高压变频器,在出厂时都经过严格测试。九洲电气组建了高压大功率变频器实验室。具体包括:电气性能试验室,负责对产品的工频耐压、电气绝缘、三防、效率、功率因数、产品的动态特性等性能进行综合测试。电磁兼容实验室,负责对产品进行快速脉冲群、静电、浪涌、电压跌落等项目试验。单元模块老化实验室,负责对每一个功率单元、控制单元板进行高温带载72小时老化实验。中高压变流试验站,是与罗克韦尔共同建造的,负责对中高压等级的变频器、软启动器、兆瓦级风力发电变流器、SVC产品进行智能化带负载性能测试。其所能测试等级为690V到10KV,最大测试功率可达到5000KW。它为高压变频器的技术发展提供了一个全方位的试验平台。

参考文献:
 [1]仲明振,赵相宾.高压变频器应用手册.机械工业出版社.2009.9.1版第254-325.


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