HYV1200变频调速系统特点

l  高效率、无污染、高功率因数

HYV1200高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案，采用了多绕组高压移相变压器，二次侧绕组中流过的电流，在变压器一次侧叠加时，形成非常逼近正弦波的电流波形。经过实际测试，50Hz运行时，网侧电流谐波 < 2％，电机侧输出电压谐波 < 1.5％（即使在40Hz时，仍然 < 2％），成套装置的效率 > 97％，功率因数 > 96％。完全满足了IEEE 519－1992对电压、电流谐波含量的要求。通过采用自主开发的专用PWM控制方法，比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1～2％。

l  先进的故障单元旁路运行（专业核心技术）

为了提高系统的可靠性，整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压余量，且在各功率单元内部增加了旁路电路。当某个功率单元出现故障时，可以自动监测故障并启动旁路电路，使得该单元不再投入运行，同时程序会自动进行运算，调整算法，使得输出的三个相电压仍然完全对称，电机的运行不受任何影响。

以6kV高压变频调速系统为例，每相有5-6个单元时，当某一相中有2个功率单元出现故障时，故障单元将自动旁路，系统仍然可以满负荷运行；即使某一相中所有单元故障，全部被旁路，系统输出容量仍可高达额定容量的57.7％。这种控制方法处于国际先进，国内领先水平，将大大提高系统的可靠性。

l  高性能的控制技术

HYV1200高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术，可以实现恒转矩快速动态响应，并且具有加、减速自适应功能，即可根据运行工控参数的实际情况，自动调整加、减速时间，在不超过最大允许电流的情况下，快速达到设定转速。同时，系统可以自动识别电机转速，用户可以不考虑电机目前运行状态，可直接实现电机的启动、加速、减速或停机操作。HYV1200高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。

l  高可靠性

控制电源可实现外部380V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换。即使两路电源都出现故障时，控制系统仍然可以工作足够长的时间，控制整个系统安全停机，发出警报，并记录故障时的所有状态参数。

采用高速光纤通信，可有效避免电磁干扰。

当单元故障数目超过设定值时，系统可自动切换到工频运行。

整流变压器有完善的温度监控功能。

独特设计的功率柜风道，主要发热元器件都靠近或处于风道中，散热效果好，保证了系统的过载能力。

抗电网电压波动能力强，当电网电压在－30％～＋15％范围内波动时，系统可以正常工作；对于功率单元，在电压－35％～20％范围内变化时，都可正常工作。

 

l  其它特点

故障自诊断能力强，监测系统中所有主要参数及接口信号；

5.7英寸液晶触摸屏人机界面，操作简单，友好，显示内容丰富；

接口丰富，可与多种自动化设备和系统接口，满足各种现场不同需要，特殊接口可以定制；

维修简单，所有单元可以互换，备件少；

先进、及时、迅捷、完美的售后服务。

 

  2.2．HYV1200变频调速系统原理

HYV1200系列高压变频调速系统组成部分包括变压器柜、功率柜、控制柜及旁路柜（可选），如图1所示。

    图1中主要示意系统的组成部分，具体到各系列产品的实际安装方式，可能有所区别。尤其是针对1000kW以下的系列产品，采用了优化设计方案，不但保证了整个系统的可靠性，而且更加紧凑，降低了对用户的安装空间的要求。（柜体的尺寸和风机的数量，随装置的具体的容量而不同）

图2是串联H桥式高压变频调速系统功率电路（5串/相）原理图，以输出6KV，每相5（6KV产品也可能每相6个单元串联，对于10kV，每相8或9个单元）。图中6 KV电网电压直接给移相变压器供电，移相变压器二次侧有15个独立的三相低压绕组。每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器（称为H桥或功率单元）供电，其电路图如图3所示。在图2给出的例子中，输出到电机的三相中，每一相由5个功率单元串联，三相共15个功率单元，即可输出电压、频率三相对称且都可调的变压、变频电源。最高输出电压为6 KV，频率50Hz,可直接驱动6KV的三相异步电动机。如果需要输出10KV电压，采用增加每相功率单元的串联个数或者增加每个H桥单元的输出电压。

图2  串联H桥高压变频调速系统功率电路（5串/相）原理图

图3  H桥单个功率单元内部电路原理图

l  旁路柜构成：

旁路柜为可选件。可以不采用旁路柜，高压输入和输出线通过变压器柜中的接线端子进行连接。如果采用旁路柜时，可选择手动旁路、自动旁路或者手自一体方式，相应地，旁路柜的构成也不相同。若选择自动旁路或者手自一体旁路方式，将手动旁路方式多了一键切换功能。即：若变频在正常运行，按下“变→工”按钮后，变频器将立刻停机且由变频状态切换至工频运行状态；若变频处于工频运行，按下“工→变”按钮后，工频将立刻停机且由工频状态切换至变频运行状态。

手动旁路方式的旁路柜主要由隔离刀闸、电压互感器等构成，它的主要作用是在高压变频器检修时，为高压电机从电网直接提供高压电源，不影响用户的使用。在使用时可进行变频运行和工频运行的切换。

                图4  手动方式的旁路柜（图中的CJ1为用户高压开关）

自动方式时的旁路柜主要包括真空接触器等设备，可以不需要人工操作，通过控制柜的可编程序控制器（PLC）自动进行控制，并在系统出现故障时，把变频器输出到电机的三相输出自动切除并切换到电网直接供电，不会导致系统停机。

                    图5 自动方式的旁路柜（图中的CJ1为用户高压开关）

    手自一体方式时的旁路柜主要包括真空接触器、隔离刀闸等设备，人工操作与控制柜的可编程序控制器（PLC）自动控制相结合。并在系统出现故障时，把变频器输出到电机的三相输出自动切除并切换到电网直接供电，不会导致系统停机（旁路柜与自动方式相似，区别在于在分别变压器前端加一隔离刀闸，功率单元后端加一隔离刀闸）.

l  变压器柜构成：

变压器柜内主要为高压隔离移相变压器。以6 KV高压变频调速系统为例，当采用1700V级的IGBT时，功率柜中每相由5或6个功率单元组成。这些单元皆由隔离移相变压器二次侧供电，且二次侧依次相差一个相位差，可实现多重化串联整流。在移相变压器的一次侧中，各折算的二次侧电流叠加后，其电流波形非常逼近正弦波，因此对电网的谐波干扰非常小，完全满足国际、国内包括IEEE 519-1992和GB/T14549-93在内各种标准的要求。同时，也改善了系统的功率因数。变压器柜中同时包括温度监测控制器的测温点,它实时循环监测各相绕组的温度。变压器温度监测控制器会及时把变压器超温或者变压器故障信息反馈给控制柜，保证了变压器的可靠运行。

l  功率柜构成：

功率柜是变频器功率主电路核心的部分，它由多个完全相同的功率单元组成，各功率单元的输出电压串联叠加后组成输出到电机的三相电压。功率单元中的主功率器件为IGBT，所采用的IGBT耐压为1700V级的IGBT。

以6KV的高压变频器调速系统为例，当采用1700V的IGBT时，每相中包含5个功率单元，而每个功率单元的输出电压为交流693V，则相电压为5×693，即3464V，相应的，其线电压为6KV。

若所设计的装置为10kV变频调速系统，采用的器件也是1700V级的IGBT，则每相中包含8或9个功率单元。

通过采用了具有自主知识产权的优化PWM（脉冲宽度调制）控制技术，使得输出到电机的电压波形非常接近正弦波，谐波含量小，dv/dt小，无需额外增加滤波器，可以直接输出到普通异步电动机，且对变频器到电机的电缆长度没有要求。功率单元和控制柜之间通过高速可靠的光纤进行通信，可有效避免电磁干扰，提高系统的可靠性。

l  控制柜构成：

控制柜是整个高压变频调速系统的核心，它根据用户在本地或远程的操作和设置，并采集系统中电压、电流模拟量，及各开关量，进行逻辑处理和计算后，决定并控制各功率单元的动作，进一步驱动电机，满足输出要求。

控制柜中包括隔离变压器、脉冲抑制群、整流桥、断路器、可编程逻辑控制器PLC、DSP 控制板、IO板、光纤板、液晶操作人机界面及控制开关等。其中，所有的计算在 DSP 控制板中进行。控制核心为专业设计的双DSP（数字信号处理器），并辅之以FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件），它们的采用不但可进行高速运算，实现复杂的控制功能，而且还大大简化了控制电路的设计，提高了控制系统的可靠性。

  2.3．HYV1200变频调速系统性能指标

 

  2.4．HYV1200变频调速系统系列型号说明

HYV1200—□□ / □□□ － □ □ □

1  2      3       4       5  6  7

注：

1、西安弘毅电气有限公司名称缩写；

2、产品类型：高压变频器；

3、电压等级：03 —— 3KV或3.3KV；06 —— 6KV或6.6KV；10 —— 10KV；

4、额定电流：单位A；（变频器容量）

5、型式参数1：Y —— 三相异步电动机；T —— 同步电动机；

6、型式参数2：A —— 每相功率单元为5个（6kV）或8个（10kV）；B —— 每相功率单元为6个（6kV）或9个（10kV）；

7、型式参数3：N —— 无旁路柜；P —— 自动旁路柜；M——手动旁路柜；A —— 手自一体旁路柜

例如：HYV1200-10/080-YBP表示西安弘毅电气有限公司所生产的10KV、额定电流80A,(额定容量800KW)三相异步电动机用的串联H桥高压变频器，每相功率单元有9个，且配有自动旁路柜。

  2.5．HYV1200变频调速系统适用范围

     HYV1200系列高压变频调速系统可广泛用于下列场合：

l  电力工业：锅炉给水泵、送风机、引风机等。

l  采矿行业：矿井的排水泵和排风扇等。

l  冶金行业：高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机等。

l  石化行业：大型输油泵、化工生产的压缩机等。

l  城市建设：自来水供水泵、中央空调压缩机等。

    总之，在电力、矿山、冶金、化工、交通等各个领域中采用大功率风机、水泵类机械中，如果采用HYV1200系列变频调速系统进行调速控制，取代传统的机械控制方法都可以取得相当显著的节能效果。