北京利德华福电气技术有限公司HARVESTA高压变频调速完整系统综述.doc

北京利德华福电气技术有限公司 HARVEST-A高压变频调速系统综述 1．HARSVERT系列高压变频调速系统的性能 利德华福HARSVERT系列高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对于电力行业中风机、水泵类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要。本调速系统适配各种通用三相异步电机。利德华福HARSVERT系列高压变频调速系统采用全数字化微机控制、新型IGBT功率器件，实现控制更准确，满足调速精度更高的应用场合。 2．HARSVERT系列高压变频调速系统技术方案 2.1 系统原理 利德华福HARSVERT-A系列高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对于风机、泵类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要；为了最大限度的缩短高压变频调速系统安装和改造的施工周期，系统采用了一体化设计的理念，包括变压器柜、功率柜、控制柜、（高压开关柜或旁路柜可选）等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。在先进的生产和管理环境中，整套系统在出厂前已进行整体测试，确保每一台出厂设备的质量和性能。 为了适用改造项目的需要和降低新建项目的投入，高压变频调速系统中的每一个功能部件可以分步进行安装，确保了高压变频调速系统不会在运输和安装过程中出现意外，方便的前后维护方式、灵活多样的散热方式、高性能的重要进口元器件、先进的生产工艺大大的降低了高压变频调速系统对现场环境的要求。 单元串联多电平拓扑结构（CMSL）： 2.2 系统结构 HARSVERT系列高压变频调速系统 2.3 下面分述高压变频调速系统几大主要构成部分及其特点： 2.3.1 变压器柜 输入移相变压器的作用是将输入的高压工频电变换成为多组彼此间相互绝缘、电位独立的低压工频电输出，并分别送到各个变频单元中，各变频单元将输入的各组低压交流电分别经整流滤波变换成直流电然后再逆变成单相交流电。 为了确保整个高压变频调速系统的稳定性，不会因为变压器的故障而受到影响，控制系统为变压器提供了相应的测量和保护项目： 1）变压器配封闭强迫风冷系统，特点：风量大、能耗小、噪声低、外形美观、安装简便、运行可靠，通过该系统，操作人员可随时了解变压器运行温度，还可以设定控制器温度转折点，超温报警，超温跳闸等。 2）温度保护采用三路巡检温度控制器，可以输出温度轻度过温和严重过热保护。具有就地和远方超温报警功能。温度控制原理示意图如下： 3）变压器柜内装设了电压、电流检测器件，我公司的高压变频调速系统把相关电压检测融入到了功率柜的功率单元中，极大限度的减少了日常维护的工作量和缩小了整个设备的体积。变压器输入侧电压、电流检测原理如下图： 变压器柜内部分主要元器件安装位置如下图： 2.3.2 功率柜 功率柜是HARSVERT系列高压HARSVERT系列高压 功率单元中的主要元器件均采用进口优质品牌，大批量的生产保证了生产所用的元器件可以从外国厂家或大的贸易代理商直接定货，在器件采购管理上以及进口渠道上，保证器件的质量。所有的板级产品为我公司自行开发和生产，大批量的生产保证了所有的板级产品（每批次上百片）可以采用先进的机器焊接技术来生产，使得产品的质量和可靠性有了保证，用户也永远不用担心备件会停产和供货周期。单元输出的PWM波形如下图： 3）采用单元串联多电平技术，根据电压等级不同采用级数不同的解决方案，通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶轮的机械力。高压变频调速系统输出的相电压阶梯PWM波形如下图： 功率柜正面视图： 2.3.3 控制柜 控制柜是整个高压变频调速系统的核心，变频调速系统的所有功能都基于先进的控制理念才得以实现，控制器精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。人机界面提供友好的全中文WIN CE监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。控制器还包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号(支持DCS硬连接/RS485/Profibus/Modbus/以太网等)的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制开关量，增强了系统的灵活性。控制器结构上采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。采用温度检测模块可以随时监