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罗克韦尔中压变频器在九洲电气中压变频器实验站应用

1.引言

 随着经济的飞速发展，能源问题日益成为越来成为人们最关心的问题，能源分

可再生资源和非可再生资源，当非可再生资源越来越短缺的时候，如何节约能源，便

是当前最需解决的问题。当前工业用电成本不断加大，为了降低成本，调速设备在工

厂中得到了广泛的应用，伴随着技术的不断成熟，变频调速设备在工业中倍受欢迎，

由此在变频器市场引发的竞争是日益激烈，特别是在中压变频器的市场竞争更加残

酷。如果谁能够在市场竞争中占据一定的优势，那么谁就能笑到最后。

 哈尔滨九洲电气与美国罗克韦尔公司合作共同建立了亚洲最大的中压变频实验

基地哈尔滨九洲中压变频实验站，能够完全实现中压变频器出厂前的满载测试，满足

不同用户的实际需求。哈尔滨九洲变频实验站采用的是罗克韦尔自动化公司生产的

PowerFlex7000型中压变频器作为实验站主体，实现中压变频器在出厂前模拟现场完成

满负荷带载测试。有效的保证了变频器的质量。

 2.PowerFlex7000型变频器的结构与特点

 2.1PowerFlex7000型变频器电路结构

 PowerFlex7000是罗克韦尔自动化公司的第三代中压变频器。它的PowerFlex系

列变频器融合了先进的技术，嵌入了通信功能，在多平台、网络、操作员界面编程和

硬件方面具有强大的通用性。PowerFlex7000是通用的独立式中压变频器，可以控制

标准的同步或异步交流电动机的速度、转矩、方向、起动和停机。它适用于广泛的标

准和特殊应用如风机、泵、压缩机、搅拌机、输送机、窑炉、风扇式泵和试车台。这

些应用的主要行业包括石油化工、水泥、采矿和冶炼、发电和供水/废水处理。

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PowerFlex7000型变频器不同于世界上其他厂家生产的中压变频器，它是世界上唯一的

电流源型中压变频器，根据电流源型变频器的技术特点，它很容易实现四象限运行，

比电压源型变频器控制更加简单，可靠。电机可以正反方向以电动机或发电机方式运

行，当电机以发电机工作方式时，能量可回馈电网，再生制动，这就为九洲中压变频

实验站进行满负荷测试实验提供了可能。

 PowerFlex7000型变频器属于电流型中压变频器，它具有结构简单，元器件数量

少，四象限运行，同时具有矢量控制功能等特点。图1中所示的是PWM控制方式的

无输入变压器的电流型变频器的电路拓扑结构图。

 图1电流型变频器电路拓扑图

 电路结构为交-直-交型，功率器件采用对称门极换流晶闸管（SGCT），对于

6KV电压等级的变频器，每个桥臂采用3只耐压为6500V的SGCT串联，具有IGBT

的全部优点，并能阻断双方向的电压，减少使用器件的数量，使驱动和吸收电路进一

步简化，性能更加优越。

 2.2PowerFlex7000型变频器的工作原理

 PowerFlex7000型变频器电路部分，分为高压主回路部分和低压控制回路部分。

高压主回路功率单元部分也分两部分，整流侧（Rectifiers）和逆变侧（INVERTER）。

三相6000V进线电源首先经过ACLINEREACTOR（进线交流电抗器），进线侧交流

电抗器可以提供额外的滤波功能和电流限制特性防止发生进线短路故障。然后进入整

流侧，整流侧是由SGCT或SCR（对于18脉冲）组成的整流器将交流变为直流，在经

过直流电抗器（DCLINK）到逆变侧，通过脉宽调制方式，将直流变成交流，再通过

电机侧滤波电容进行滤波，将近乎完美正弦电流电压波形输出到电机。低压控制回路

部分包括显示操作界面，低压电路，各种控制电路板，不间断电源（UPS）等。

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