江苏力普电子科技有限公司

院士工作站汇报材料2010年6月1日江苏力普电子科技有限公司公司简介江苏力普电子科技有限公司是一家致力于高、低变频调速系统开发、研制、生产、销售、服务的高新技术企业。公司注册资金1亿元，为ISO9001认证企业，拥有现代化的科研大楼、标准厂房、整机设备生产线。依托加拿大归国博士后为首的清华大学技术团队为科学技术创新队伍，汇聚了国内一大批业界精英充实公司技术、品质、生产、营销等各个岗位，成为公司高速发展的中坚力量，保证力普产品质量的稳定可靠。公司研发的高压变频器和电子半导体项目属于国家鼓励类环保节能产品。公司从成立伊始就始终坚持“以品质保证为基础，以科技创新谋发展，以品牌服务赢市场”的经营理念。在不断吸收国内外先进技术的基础上，坚信电力电子产业必须坚定不移地走科技兴企之路。拥有自主知识产权的江苏力普LPMV系列高压变频器已通过了国家电控配电设备质量监督检验中心/天津发配电及电控设备检测所的型式试验和中国电力科学研究院输配电及节电技术国家工程研究中心的谐波测试。江苏力普电子科技公司坚持以“立足国内，面向世界”的销售方针，在浙江温州、上海、江苏南通分别设立了三个变频器生产基地。LPMV系列高压变频调速装置、采用多脉波移相整流技术，额定工况下的网侧功率因数近似为1；增强型VVVF控制技术或矢量控制技术，输出转矩大，动态响应速度快；当功率单元故障时，甚至一相全部故障，系统可自动仅将故障单元切除，并采用独创的局部中性点偏移算法，使系统三相对称降频运行，且降频量最小。产品服务于电厂工业、冶金、钢铁、石油化工、建材、能源、交通、通讯等工业领域，为提升电能质量、优化控制与节能降耗提供完整的解决方案。公司在全国已发展了四十多个直销、服务分公司，并不断开拓海外市场，其产品已大量出口美洲、欧洲、非洲、中东及南亚等地区，努力实现引领中国电力电子行业迅猛发展的目标。不断提高质量，谋求创新，始终站在用户的立场上，彻底贯彻现场主义，努力成为用户最信任的合作伙伴。产品介绍LPMV系列高压变频调速系统组成部分包括控制柜、功率柜、变压器柜及旁路柜（可选），如图●高效率、无污染、高功率因数●先进的故障单元旁路运行●高性能的控制技术●高可靠性●故障自诊断能力强●全中文人机控制界面●先进、及时、迅捷、完美的售后服务LPMV变频调速系统特点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。控制柜中包括不间断电源UPS、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按钮、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，并辅之以FPGA和CPLD，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。控制柜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。功率柜通过采用了具有自主知识产权的优化PWM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。变压器柜主要为高压隔离移相变压器。功率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IEEE519-1992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临测控制器的测温点，它实时循环监测各相绕组的温度，当温度高于预定设置值时，会启动变压器柜下部的6个冷却风扇。同时，变压器温度监测控制器会及时在变压器故障时，把信息立即反馈给控制柜，保证了变压器可靠运行。旁路柜旁路柜为为可选件，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。如果采用旁柜时，也可选择手动旁路或自动旁路方式，相应地，旁路柜的构成也不相同。手动旁路方式的旁路柜主要由高压真空接触器、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。电压互感器可对输扩的高电压进行检测，判断输入、输出电压的质量和是否出现故障，为进高性能的控制提供依据。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（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。风机变频器上所配冷却风机：变压器柜配置7台冷却风机（其中柜顶配置了1台德国进口洛森的风机，其他6台放置在干式变压器绕组底部），在变压器送电后自动运行。柜体上还设置了温度显示系统。功率柜根据功率大小配置3台具有世界领先技术，德国进口洛森一离心式冷却风机。嵌入式工控机是一种基于WINDOWSCE平台的一体化人机界面，它的操作权限分级且能保证设备的可靠运行，它提供友好的全中文操作界面。嵌入式工控机可以实现远程监控和网络化控制，并且用户可以现场设定现实参数及控制逻辑，它的本机启动界面和控制界面如下：监控界面项目背景根据国家“十一五”规划，节约能源已经上升为我国的基本国策。提出在五年之内，全国总能源消耗要降低20%左右。因此，首先对国有大、中型企业进行了能源审计，然后，企业领导与上级主管机关签订节能降耗保证书，以实现节能的目标。风机、水泵是量大，面广的通用生产机械，各行各业中都有使用（例如，冶金、电力、水泥等）。在变工况运行中，如果采用变转速方式，节电效果十分显著，至少能节约20%以上的电能。有些运行工况，节电可达50%~60%以上。工业企业中，由电动机消耗的电能，占全国发电量的60%~70%，其中高、低压电动机消耗的电能各占一半左右。为了能使运行中电动机改变转速，我们开发了适用于高压异步电动机变速运行的高压变频装置系列。型号为LPMV06和LPMV10。技术研发图1是低电压交直交电压型单相输出的变频器，例如输入50Hz、690V交流电压，则输出约为690V左右电压、频率可调的单相电源，称为功率单元。采用一台移相变压器，其一次绕组额定电压可以为6kV或10kV，二次侧有多套三相对称低压绕组，例如，每套绕组的线电压为690V。每套三相对称绕组输出的690V电压作为图1功率单元的输入，然后再将几个（例如5个）相同功率单元的输出单相电压彼此串联起来组成一相，其相电压达690×5=3450V。其他两相也都用5个功率单元彼此串联，再把变频器三相输出接成Y接，则可实现最高输出为V可变压、变频的电压，给三相6kV高压电动机供电，实现变速运行。如果网侧电压为10kV，变压器二次侧每相至少需要8套（有的9套）独立的低压三相对称绕组，给8个（或9个）功率单元供电（整机共24个或28个）,则变频器可输出最高10kV的可变压、变频电压，给10kV电动机供电。为了减小网侧谐波，把变压器做成移相式变压器，即变压器二次侧的每个三相对称绕组输出线电压彼此要移相。如果是5个功率单元串联，则彼此相互移相12°电角度；如果是8个功率单元串联，则移相角度为7.5°电角度。经过移相处理，网侧谐波含量极小。图1600034503图2为每相由多个功率单元串联组成的变频器。由于变频器每相采用功率单元串联技术，其输出电压的波形更接近正弦波，人们称为“完美无谐”变频器。不会增加电动机的附加损耗。这种输出接近正弦波电压的变频器，其dv/dt很小，对电机绝缘无任何影响。关键技术：□光纤通讯技术：采用先进独创的高速光纤通讯技术，使得低压部分和高压部分完全隔离（专利号：200920003968.4）；□采用双DSP+FPGA协同控制方式（专利号：200820114727.2），功能分块、接口简单，系统运行可靠；（专利号：200920003969.9）；□所有低压供电均采用独立保护方式，可有效避免故障扩散；□功率单元由直流母线直接供电，无需外部供电，减少故障环节（专利号：200920003967.x）、（专利号：200920004020.0）；□具有可靠的功率单元旁路设计，当功率单元故障时，后可被自动切除。甚至一相功率单元全部故障，除将故障单元切除外，由于采用独创的局部中性点偏移算法，仍能使系统三相对称降容运行（专利号：200810110）；□具有系统变频/工频自动互切技术。当变频器故障无法运行时，系统可自动切换到工频运行，待变频器检修完毕后，可切换回变频，继续运行；重载和轻载最优控制的飞车启动功能。电机不需要停机，即可自动寻找电机转速，再次拖动电机到给定转速；□具有过压失速和自动限流技术，电机在加速和减速时，保证系统安全。图2技术规范见表1表1系统技术方案串联H桥高压变频器使用标准GB/T12668.4-2006;Q/HDHPQ001-2008效率﹥0.97（额定负载）网侧功率因数﹥0.96（20%额定负载以上）谐波输入电流总谐波畸变率﹤4%；输出电压总谐波畸变率﹤2%输入网侧额定电压LPMV06系列：6KV±10%;LPMV10系列:10KV±10%网侧频率50Hz/60Hz±10%控制电源3相380V，50Hz/60Hz输出适配电机功率LPMV06系列：315~5000KW；LPMV10系列:500~8000KW输出电压LPMV06系列：0~6KV；LPMV10系列:0~10KV输出频率0.1~120Hz过载能力125%额定负载，60秒；150%额定负载，立即保护运行控制特性电机控制方式增强型VVVF控制；矢量控制频率分辨率数字设定：0.01Hz；模拟设定：0.1%×最大频率频率稳定精度数字设定：±0.01Hz；模拟设定：±0.2%×最大频率加减速时间0.5~3600s转矩特性基频以下恒转矩，基频以上恒功率操作控制方式本地控制；远程DCS控制；远程通讯控制通讯接口RS485；Profibus-DP用户DCS接口模拟输入：4~20mA/0~10V；模拟输出：0~20mA/0~10V；继电器输出：250VAC/2A，30VDC/1A；开路集电极输出：24VDC，最大100mA，输出阻抗30~35Ω。保护功能变频器输入过压、欠压保护；电机过载保护；变频器过流保护；功率单元直流过压、欠压保护；功率单元通讯故障保护；功率单元过热保护；功率单元输入缺相保护；变压器过热保护；控制电源故障保护；风机电源故障保护；柜门打开保护等。其他功能非对称式PWM技术；局部中性点偏移控制；自动限流控制；过压失速控制；功率单元自动旁路控制；瞬时断电再启动功能；直流制动功能等。结构型式整体结构拼装柜式外形尺寸宽：3000~11900mm；深：1200~1800mm；高：2200~2800mm防护等级IP20或定制冷却方式强制风冷使用环境存储温度－20℃～＋60℃环境湿度0℃～＋40℃相对湿度5%～95%（无凝露）海拔高度﹤1000米，1000米以上降额使用或定制LPMV06（额定电压6kV）系列规格见表2产品型号额定容量（kVA）适配电机功率（kW）额定输出电流（A）适配功率单元外形尺寸（宽×深×高，mm）重量（kg）LPMV06/40040031540LPG0403000×1200×22003500～4000LPMV06/50050040050LPG050LPMV06/62562550060LPG060LPMV06/80080063080LPG080LPMV06/10001000800100LPG1004500×1200×22004300～5000LPMV06/12501250100012