HIVERT矢量

目录合康研发生产基地鸟瞰图产品资质应用案例产品参数产品特性控制原理产品构成产品简介01020408091418合康电气北京合康亿盛科技有限公司是一家专业研发、生产高压、大功率变频器的民营高科技企业。2005年随着风机、水泵类通用产品的完善，攻克了矢量控制及能量回馈这两大技术难题，成功推出应用于高压异步电机四象限运行带能量回馈的HIVERT-YVF系列高压变频器；2006年又在超大功率高压变频器（成功出口俄罗斯）和同步高压变频器成功应用的基础之上，2007年成功推出适用于高压同步电机四象限的HIVERT-TVF系列高压变频器；2008年推出具有主、从多传控制功能的HIVERT-Y(T)VF变频器。新生产基地位于北京经济技术开发区（亦庄）,拥有12台试验机组，建有国内最大的4000kw的同、异步电机带载和能量回馈试验平台，具备1500台套以上的年生产能力。矢量控制是高性能交流电机控制方式的一种。异步电机的矢量控制基于电机的动态数学模型，将定子电流分解为转矩电流和励磁电流，分别予以控制，不仅控制电流的大小，而且控制电流的相位，大大提高了动态性能；同步电机的矢量控制在此基础上采用速度和电流双闭环控制，调速范围宽、力矩特性更好。与通用高压变频器相比，合康同、异步矢量控制变频器具备恒转矩、动态响应快、调速精度高、调速范围宽、快速制动等优异性能。并且在功率单元内安装能量回馈装置，可实现负载制动能量反馈回交流电网，为用户节约大量的能源。合康HIVERT-YVF系列高压变频器已于2006年12月通过天津配电及电控设备检测所暨国家电控配电设备质量监督检验中心的严格测试，产品可广泛应用于煤炭、矿山、电力、石油、石化、冶金和市政等领域，特别适合低速高转矩、重载启动、快速制动及要求四象限运行的的负载，如矿井提升机、绞车、球磨机、传送带等，并获得海内外用户的高度评价。产品简介合康电气变频器控制系统安装在单元柜的前右面的控制室内，从上到下依次为控制器、I/O接口板、控制电源系统和柜门上的人机界面系统。控制器由三块光纤板，一块信号板，一块主控板和一块电源板组成，各板之间通过母线底板连接。光纤板通过光纤与功率单元传递数字信号，每块光纤板控制一相的所有单元。光纤板周期性向单元发出脉宽调制（PWM）信号或工作模式。单元通过光纤接收其触发指令和状态信号，并在故障时向光纤板发出故障代码信号。信号板采集变频器的输出电压、电流信号和轴编码器信号，并将模拟信号隔离、滤波和量程转换。转换后的信号用于变频器控制、保护，以及提供给主控板数据采集。主控板采用高速单片机，完成对电机控制的所有功能，运用矢量控制方式产生脉宽调制的三相电压指令。通过RS232通讯口与人机界面主控板进行交换数据，提供变频器的状态参数，并接受来人机界面主控板的参数设置。I/O接口板用于变频器内部开关信号以及现场操作信号和状态信号的逻辑处理，增强了变频器现场应用的灵活性。I/O接口板有处理2路模拟量输入和2路模拟量输出的能力，模拟量输入用于处理模拟设置时的设变压器柜内装有为功率单元提供三相电源的移相变压器。柜门上有干式变压器温度控制仪，为变压器提供温度告警和过热保护。柜前门内侧装有安全开关保护，当柜门打开时告警。变压器前面右侧和后面左侧是副边绕组接线区域，与相应的三相电抗器输入电缆连接。高压输入电源接线在后面上部，直接进入变压器，输入电压检测接在380V辅助绕组上，输入电流互感器安装在变压器的Y接星点电缆上。单元柜内安装的功率单元和三相输入电抗器分成三组，每组串联成一相，每相串联6个功率单元和6个电抗器，分前后排列。串联后A1、B1、C1三个功率单元星接，最后3个单元A6、B6、C6输出接高压输出室的接线铜排上，星接电缆上穿有霍尔电流传感器，检测输出电流。产品构成变压器柜单元柜控制柜合康电气产品构成置信号和来自现场的速度、流量、压力等模拟信号，这两路信号通过处理后送到人机界面进行模数转化；模拟输出量是运行频率和输出电流。接口板还对单元柜温度、输入电流和输入电压进行采样，并计算出输入功率。控制电源系统包括220V隔离变压器、380V隔离变压器、整流电路，其电源分别来自220V及主电源，整流后为控制系统提供直流电源。人机界面为用户提供友好的全中文操作界面，负责信息处理和外部的通讯联系，可选上位监控实现变频器的网络化控制。人机界面由主控板、液晶显示屏和触摸键盘组成，显示变频器运行参数。通过RS232通讯口与控制器连接，通过RS485通讯口与I/O接口板连接，实时监控变频器系统的状态，计算出电流、电压、功率、频率等运行参数和实现故障记录。人机界面下方是“故障复位”按钮及“高压分断”自锁按钮。触摸屏上方有“高压指示”、“运行指示”和“故障指示”。人机界面控制器接口板合康电气控制原理1、系统构成合康电气2、控制原理HIVERT-YVF系列变频器采用转子带速度反馈的矢量控制技术。在转子磁场定位坐标下，电机定子电流分解成励磁电流与转矩电流。维持励磁电流不变，控制转矩电流也就控制了电机转矩。电机转速采用闭环控制。实际运行中给定转速与实际转速的差值通过PID调节生成转矩电流IT。经过矢量变换将IT、IM变换为电机三相给定电流Ia*、Ib*、Ic*，它们与电机运行电流相比较生成三相驱动信号。HIVERT-TVF系列变频器通过矢量控制系统的解耦,速度给定（频率给定）ω与速度反馈相减得出速度误差，速度误差经PI调节后输出转矩电流给定iqref，idref励磁电流给定是根据系统的动态需要进行调整其值根据不同的电机和负载得出的经验值，电机三相电流反馈ia、ic、ib（为ia与ic之和求反）经传感器采样，然后再根据转子位置电气角度θ进行Clarke变换，变换后输出ialpha、ibeta,ialpha、ibeta经Park变换输出id、iq，id、iq值与给定值iqref、idref求误差,进行PI调节后输出Vsqref、Vsdref,Vsqref、Vsdref和转子位置电气角度θ经过Park逆变换输出Valpha、Vbeta，Valpha、Vbeta经过Clarke逆变换输出电机定子三相电压Va、Vb、Vc值，三相电压Va、Vb、Vc值作为PWM（脉宽调制）的比较值比较输出PWM波形到逆变器然后驱动电机旋转。控制原理合康电气4、电源叠加图单元串联脉宽调制叠波输出，三相输出Y接，得到可变频三相高压电源，6kV系列每相6个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形几近完美的正弦波驱动电机。下图为6kV变频器系列的电压叠加示意图。控制原理6kV系列3、主电路图HIVERT-Y(T)VF系列高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。由于IGBT耐压所限，无法直接逆变输出6KV、10KV，而因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。HIVERT变频器采用功率单元串联，叠波升压，充分利用常压变频器的成熟技术，因而具有很高的可靠性。合康电气功率单元利用IGBT进行同步整流，同步整流控制器实时检测单元电网输入电压，利用锁相控制技术得到电网输入电压相位，控制整流逆变开关管所构成的相位与电网电压的相位差，便可控制电功率在电网与功率单元之间的流向。逆变相位超前，功率单元将电能回馈给电网，反之则电功率由电网注入功率单元。电功率大小与相位差成正比。电功率的大小及流向由单元电压决定，就同步整流而言，整流侧相当于一个稳压电源，与电功率大小及方向相对应的电网与逆变相位差由单元电压与单元整定值之间的偏差通过PID调节生成。控制原理功率单元正面和缓冲环节功率单元侧面单元控制电路板同步整流状态能量回馈状态5、功率单元HIVERT-Y(T)VF系列产品具备100%定额功率的能量回馈能力。其结构图如下：合康电气HIVERT-Y(T)VF系列大功率高压变频器是北京合康亿盛科技有限公司自主研发和生产的高压交流同、异步电机调速驱动装置。变频器采用先进的功率单元串联叠波技术、矢量控制技术、有源逆变能量回馈技术、新颖的全中文操作界面，可靠性高、性能优越、操作简便。可应用于需要四象限运行、带能量反馈、动态响应快、低速运行转矩大等场合。1、高质量电源输入输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源，对6kV而言相当于36脉冲同步整流，消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（尤其是低次谐波）的产生。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEEStd519-1992和GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》对谐波含量的最严格要求，无需安装输入滤波器并保护周边设备免受谐波干扰。变频器额定输入功率因数大于0.96，无需功率因数补偿电容；减少无功输入，降低供电容量。2、完美的输出性能单元串联脉宽调制叠波输出，6kV系列每相6个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形几近完美的正弦波，与其他形式的高压大容量变频器比较具有以下优点：◆无需输入、输出滤波装置◆可以驱动普通高压同、异电动机，而不会增加电机温升◆电机电缆在压降允许范围内无任何长度限制◆可使主回路电机、电缆绝缘免受dv/dt应力的损伤◆没有谐波引起的脉动转矩，可延长电机和机械设备使用寿命◆电机不需因谐波而降额使用3、友好的用户界面◆HIVERT变频器采用全中文LCD显示，面板轻触按钮直接操作，更适合国人使用习惯◆全中文文字表述，易学易用◆大屏幕显示，可对多组参数进行设置，没有烦琐的参数代码号，参数设置准确、直观、便捷◆运行参数同屏显示，运行参数一目了然◆准确的故障记录，可依次记录多达十个历史故障4、其他特性◆高可靠性，高效率，额定工况下，系统总效率高达96%以上，其中变频部分效率大于98%◆功率单元模块化结构，可以互换，维护简单◆功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离◆内置PID调节器，可实现闭环运行◆多种上位机通讯功能，隔离RS485接口，标配MODBUSRTU通讯规约；可选PROFIBUSDP；工业以太网通讯规约◆具有本地、远程、上位三种控制方式◆全面的故障监测电路、及时的故障报警保护和准确的故障记录保存◆结构紧凑，整机尺寸小◆可参照用户要求，根据具体工况作特殊设计产品特性合康电气1、型号标识说明比如，HIVERT-YVF06/077代表6kV电压等级，额定输出电流77A（容量800kVA）矢量控制、四象限运行带能量回馈型变频器，用于驱动额定功率不大于630kW的异步电动机。2、规格表注：(1)上述规格表为单机传动方式(2)均可采用主、从控制，双机联动最大功率为8000kW(2×4000kW)(3)外形尺寸如有变更，恕不另行通知产品参数0合康电气产品参数附图(一)合康电气产品参数附图(二)合康电气产品参数附图(三)变压器柜/单元柜合康电气产品参数3.技术参数HIVERT-Y（T）VF变频器现有6kV等级标准产品，也可根据用户要求定制其他非标准电压等级产品。※超出范围请咨询北京合康亿盛科技有限公司※上述技术参数为单机传动方式，主从多传方式请咨询北京合康亿盛科技有限公司合康电气一、副井提升机参数1、提升机型号：2JK3×1.5－11.5，减速比11.5。2、主电机两台（其中一台备用），型号为YR630－10，630kW，定子额定电压6kV，额定电流82A，Y型按法，B级绝缘；转子额定电压91V，额定电流435A，Y型接法，B级绝缘；额定转速：593rpm；均为上海电机厂生产。3、减速机型号ZD—120—11.5。4、原最大提升速度Vm=8.1m/s。5、提升容器：1T单层双车罐笼（两个）。6、提升高度：234.8m。7、原有提升机电控系统为JTDK—ZN型交流提升电控装置，保留空气式高压低频换向器。二、具体改造项目1、原有电控系统和电动机保留，增加高压变频调速装置；2、利用现有的操作操作控制系统控制高压变频装置，并可使新系统(变频)、老系统(工频)互为备用，切换工作。安徽淮北朔里煤矿副井提升机变频改造淮北矿业集团煤业有限公司朔里矿副井提升机于2006年10月对原电控系统进行改造，安装使用HIVERT—YVF06/077型