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JD-BP37/38系列高壓變頻器

產品概述

   JD-BP37/38系列高壓變頻調速系統,以高速DSP為控制核心,采用空間矢量技術、功率單元串聯多電平技術等多種先進控制技術,以高可靠性、易操作、高性能、小體積為設計目標,滿足用戶各類負載調速節能、改善生產工藝的需要,屬高-高電壓源型變頻器。其諧波指標遠小于IEE519-2014的國家標準,輸入功率因數高,輸出波形質量好,不必采用輸入諧波濾波器、功率因數補償裝置和輸出濾波器;不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、共模電壓等問題,可適用于二/四象限的同步電機(含永磁同步電機)、異步電機。產品于2003年被列為國家重點新產品,高壓提升機變頻調速系統于2005年被列為國家火炬計劃項目,獲科技部中小企業技術創新基金項目資助。2007年9月,JD-BP37/38系列高壓變頻器榮獲“中國名牌”稱號。2009 年開始,公司連續多年被行業權威機構評為“中國變頻器用戶滿意十大品牌”。

產品結構

 

變壓器柜:內部含有移相変圧器,溫度傳感器,電流、電壓檢測裝置。移相變壓器為功率單元提供獨立的三相輸入電源;溫度傳感器實時監測變壓器內部溫度,實現過溫報警、過溫?;すδ?;電流、電壓檢測裝置可實時監測變壓器輸入電流,電壓,實現變頻器?;すδ?。
 
功率柜:內部含有功率單元,每個功率單元結構上完全一致,可以互換,其殼體采用塑殼式結構設計,具有良好的密封性能,可適用于高潮濕、多粉塵、多腐蝕氣體的場合。功率柜通過光纖與控制柜通訊,可有效抑制電磁干擾。
 
控制柜:內含HMI和ARM、FPGA、DSP等多種高精度芯片。中英文人機界面,參數少,易操作;對外接口豐富,方便與用戶系統連接和現場擴展。主控使用自主研發的箱體結構進行封裝,該箱體通過了嚴格的EMC(電磁兼容性)認證,又通過溫度循環及振動試驗的處理,可靠性高。
 
切換柜:當變頻器出現故障時,可將電動機由變頻回路直接接入原電網繼續運行。切換的型式有自動和手動兩種,其區別在于:當變頻器出現故障時,手動切換柜需要按照操作規程對主回路進行切換;而自動切換柜可以在系統控制下自動對主回路進行切換,檢修時除外。切換柜非標準配置,需要根據用戶現場要求定制。

工作原理

  JD-BP37/38系列高壓變頻調速系統為級聯單元結構,輸入側由移相変圧器給每個單元供電,變壓器二次繞組采用延邊三角形接法,可有效降低輸入電流的諧波成分。輸出側由每個單元的U、V輸出端子相互串接成星形接法給電機供電,通過對每個單元的PWM波形進行重組,得到完美的正弦波。
         高壓變頻器由切換柜、移相變壓器柜、功率單元柜、控制柜構成。其中,切換柜部分根據不同現場,要求也不同。
  設備采用高-高電壓源型變頻器電路結構,功率單元串聯,輸出疊加成高壓,直接輸出到高壓電機。

  6kV整機每相5個單元
        10kV整機每相8個單元


  整機每相有若干個單元組成,通過載波移相技術,各單元輸出電壓疊加,形成多電平高壓輸出。無須輸出濾波裝置,電流諧波小,對電纜、電機絕緣無損害。

  四象限變頻器可進行能量回饋,其功率單元的電路結構如下圖所示。整流側和逆變側均采用最先進的IGBT功率器件,控制方法采用SVPWM技術。

  當電機處于拖動狀態時,能量從電網經整流回路、逆變回路流向電機,變頻器工作在第一、第三象限。輸入電壓和電流波形如圖所示。

  當電機處于發電狀態時,電機產生的能量通過逆變側的二極管回饋到母線電壓,當直流母線電壓超過一定的值,整流側能量回饋控制部分啟動,將直流逆變成交流,通過控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網。變頻器工作在第二、四象限。輸入電壓和電流波形如下圖所示。



 

性能及特點

矢量控制技術
通過測量和控制交流電動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制交流電動機轉矩的目的。啟動轉矩大,轉矩動態響應快,調速精度高,帶負載能力強??汕交蛞觳降緇?。

       振蕩抑制技術
      
電機輕載或者空載的時候會出現局部不穩定現象,這時電流幅值波動很大,電流的振蕩有可能會導致系統因為過流或過壓而觸發?;?。我公司采用優越的電流算法,有效地抑制電流的振蕩,保證系統穩定可靠的工作。

  多機主從控制技術
  變頻器具備主從控制功能,多臺變頻器之間可通過數據總線組成主從控制網絡。將其中的一臺設為主機,其他設為從機,主機實時采集各從機的狀態信息,同時發送給各從機頻率、轉矩指令,實現各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。
  該技術適用于皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
  高低電壓穿越技術
        在用戶主電源瞬時停電、瞬時跌落、廠用電網切換時,變頻器能保證在限定時間內電網恢復后能夠自動正常運行,增強電網適應性。
                                                       
         波形顯示和分析功能
         主控系統實時監測輸入電流、電壓,輸出電壓、電流,并實現其波形的顯示,還可對每相電壓、電流進行諧波分析,有助于用戶掌握設備的各種電量參數。
 
       
 
       黑匣子功能
       設備具有自動記錄運行狀態和顯示的功能,可查看?;で昂蠊布?00個點(100ms)的輸出電流、輸出電壓、設定頻率、運行頻率、輸入電流和輸入電壓值,方便日常維護。 
 
        單元溫度預警功能
主控制系統實時監測并顯示每個功率單元的溫度,當多個單元溫度超過設定警值時,給出聲光報警,提示用戶及時處理散熱風機跳閘、濾網堵塞等問題。
 
       快速飛車啟動技術
  在變頻器受到負載沖擊?;ず罌啥云渥遠次?,然后再自動啟動,即可避免重要場合(如水泥廠高溫風機)變頻?;ね;斐傻乃鶚???燜俜沙燈舳際蹩墑迪直淦燈髟?.1s之內從?;ぷ刺次恢匭麓卦誦?。
  星點漂移技術
  檢測到單元故障后,可在100us之內將單元旁路,執行星點漂移技術,保持輸出線電壓平衡,最大程度提高電壓利用率。
  工變頻無擾切換技術
  變頻切工頻:變頻器將電動機帶到工頻頻率,并通過對工頻電網頻率、相位和幅值檢測,調整變頻器輸出電壓,調整完畢后,將電動機脫開變頻器并連接到電網上。工頻切變頻:電機脫開電網連接到變頻器后,變頻器通過檢測工頻電網頻率、相位和幅值,直接輸出相應的電壓矢量。該技術可滿足多電機綜合控制及大容量電機軟啟動的需要。
  輸出電壓自動穩壓技術
  變頻器實時檢測各單元母線電壓,根據母線電壓調整輸出電壓,從而實現自動穩壓功能。避免電網波動對輸出電壓的影響。
  故障單元熱復位技術
  若單元在運行中故障,且變頻器對其旁路繼續運行,此時可在運行中對故障單元進行復位,不必等變頻器?;?。
  電網瞬時掉電重啟技術
  電網瞬間掉電可自動重啟,可提供最長60s的等待時間。
  同步電機控制技術
  同步電動機控制采用轉子磁鏈定向的矢量控制方案,通過速度環和電流環雙閉環結構,實現對速度和轉矩的實時控制。電流環采用PI調節器,實現簡單,并能獲得較好的電流跟蹤性能。速度環采用PI調節器,能有效地限制動態響應的超調量,加快響應速度。該技術具有啟動轉矩大,轉矩動態響應好的特點,適用于需要帶載啟動、負載波動范圍大的場合,如扎鋼機、造紙機、壓縮機等。

其他技術特點

      雙回路控制電源供電
      采用變壓器次級繞組為備用控制電源,保證系統運行期間安全。
      多種控制方式
     
可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制;支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協議;頻率設定可以現場給定、通訊給定等;支持頻率預設、加減速功能。
      具有高功率密度
      
單元體積小 ,??榛杓?;整機結構緊湊,占用空間小。
      直流制動技術
     
電機在旋轉狀態中(10Hz以下),通入直流制動電流,可將電機從旋轉狀態強制變為停止狀態
      限流技術
     
變頻器開機運行狀態下,如果電流超過限制值,通過降頻方式限制電流的增加,直到電流小于限制值,變頻器恢復到正常運行頻率
      過壓失速技術
     
變頻器在降頻過程中,出現電機發電,母線升高時,變頻器通過自動加長降頻時間,防止由于母線過壓導致的?;侍?br />      加減速自適應功能
    
變頻器根據當前電機運行的負載電流調整加速時間或者限制電機運行頻率,從而限制電流,實現加速過程中不過流的功能。變頻器降頻過程中根據母線電壓的大小調整降頻時間,從而達到降頻過程中不過壓的功能。 

        

技術規范

產品型號說明

  產品型號說明

  產品外形圖

兩象限高壓變頻器

      兩象限高壓變頻器(普通型)
     JD-BP37/38系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心,采用無速度傳感器矢量控制技術、功率單元串聯多電平技術等多種先進控制技術,屬高-高電壓源型變頻器,其諧波指標遠小于IEE519-2014的國家標準,輸入功率因數高,輸出波形質量好,不必采用輸入諧波濾波器、功率因數補償裝置和輸出濾波器;不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、共模電壓等問題,可以使用普通的異步電機。產品于2003年被列為國家重點新產品,高壓提升機變頻調速系統2005年被列為國家火炬計劃項目,獲科技部中小企業技術創新基金項目資助。2007年,高壓變頻器被評為中國名牌產品,是國內高壓變頻器行業為數不多的兩個名牌產品之一。2009 年開始,公司連續多年被行業權威機構評為“中國變頻器用戶滿意十大品牌”。 2009 年開始,公司連續多年被行業權威機構評為“中國變頻器用戶滿意十大品牌”。
     JD-BP37/38系列高壓變頻器由移相變壓器,功率單元和控制器組成。高壓變頻器前端由一個多繞組的隔離移相變壓器供電,6kV變壓器次級共有15組副邊繞組,采用30脈沖整流,功率單元每相采用低壓功率單元串接組成,每相5個功率單元,三相共15個單元。10kV變壓器次級共有24組副邊繞組,采用48脈沖整流,功率單元每相采用低壓功率單元串接組成,每相8個功率單元,三相共24個單元。輸入諧波均能滿足國家標準GB/T14549—93對電壓和電流失真的要求??刂破韃糠忠愿咚儻⒋砥魘迪摯刂埔約壩胱游⒋砥骷浣型ㄐ?。新風光高壓變頻器采用??榛杓?,互換性好、維修簡單,噪音低,諧波含量小,不會引起電機的轉矩脈動,對電機沒有特殊要求。

 

 

四象限高壓變頻器

  四象限高壓變頻器(能量回饋型)
  新風光電子科技股份有限公司是國內較早的從事提升機(四象限或者能量回饋型)變頻器研究的專業廠家。產品電壓等級涵蓋從380V到10000V,功率等級幾十千瓦到幾千千瓦。新風光提升機變頻器為科技部列入國家火炬計劃項目,新風光高壓提升機變頻器填補了單元串聯式多電平高壓變頻器不能四象限運行的國內空白,產品技術具國內領先水平。國家發展和改革委員會發布的國家重點節能技術推廣目錄(第一批)中,專門介紹了新風光公司的礦山提升機變頻調速節電技術。
       新風光高壓四象限(能量回饋型)變頻器采用先進的矢量控制技術,同時,可以根據現場情況采用無旋轉編碼器的矢量控制,矢量控制與傳統的V/F控制最主要的區別是矢量控制可以把把無功電流與有功電流(轉矩電流)區分開來,在提升過程中可以根據負載的變化自動調整有功電流使輸出力矩達到最佳工作狀態,可以輸出額定轉矩的2.5倍。
      新風光JD-BP37/38T高壓四象限(能量回饋型)變頻器,采用若干個低壓逆變器功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出,移相變壓器有15/24組副邊繞組,每相分為5/8個功率單元,三相共18/27個單元,采用30~48脈沖整流,輸入端的諧波成分遠低于國標規定。
     系統控制器核心由高速32位芯片運算來實現,精心設計的算法可以保證電機達到最優的運行性能。人機界面提供友好的全中文監控和操作界面,同時可以實現遠程監控和網絡化控制。PLC控制器用于柜體內開關信號的邏輯處理,以及與現場各種操作信號和狀態信號的協調,增強了系統的靈活性??刂破骷案骺刂頻ピ逯脅捎孟冉牡テ卻蠊婺<傻緶泛捅礱婧附蛹際?,系統具有極高的可靠性。
     另外,控制器與功率單元之間采用多通道光纖通訊技術,低壓部分和高壓部分完全可靠隔離,系統具有極高的安全性,同時具有很好的抗電磁干擾性能,并且各個功率單元的控制電源采用一個獨立于高壓系統的統一控制器,方便調試、維修、現場培訓,增強了系統的可靠性。
     高壓四象限(能量回饋型)變頻器是整個電控系統的一個核心部分,它具有與電控操作系統相適配的各種接口。它接受操作臺電控系統的操作命令,同時它又將運行狀態,包括工作頻率、電機電流、電源電壓、電流及故障信息隨時送給電控系統。變頻器本身又將工作信號及工作狀態自動記錄以備查閱,依據用戶要求連接打印設備,每班數據打印,形成設備報表。變頻器的所有輸入、輸出接口均進行了隔離,避免對變頻器引入干擾。當電機處于負力提升時,變頻器實時檢測進行能量回饋電網。


  圖1 四象限高壓變頻器(能量回饋型)系統結構


  圖2 四象限高壓變頻器(能量回饋型)功率單元結構

 

 

適用領域

  發電領域
  鍋爐給水泵  送風機  引風機  凝結水泵
  循環水泵  灰漿泵  壓縮機  吸塵風機  增壓風機

  石油、石化、天然氣領域
  空氣壓縮機  引風機  管道泵注水泵  輸油泵
  給水泵  潛油泵  循環水泵  鹵水泵

  煤炭、礦山領域
  提升機  對旋風機  軸流風機  除垢泵  攪拌泵
  除塵風機 泥漿泵  渣漿泵  清水泵  進料泵
  排水泵  介質泵

  冶金領域
  除塵風機  高爐鼓風機  引風機  壓縮風機
  制氧壓縮機  送風機  給水泵  送水泵  除鱗泵
  SO2風機  沖渣機轉爐  電爐  高爐  除垢泵
  煤氣壓縮機

  水泥、建材領域
  生料研磨引風機  水泥磨風機  分選器風機
  窯爐引風機  窯爐供風機  尾排風機  高溫風機
  磨煤機  除塵風機  循環風機  壓力送風機

  市政領域
  加壓泵  熱水循環泵  污水泵  凈水泵
  供水泵  引風機  送風機

  輕工、化工領域
  加壓泵  壓縮機  軸流泵  軟水泵
  送水泵  鼓風機  引風機

  其他領域
  風泵試驗臺  風洞試驗裝置

 

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