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JD-BP37/38系列高压变频器

产品概述

   JD-BP37/38系列高压变频调速系统,以高速DSP为控制核心,采用空间矢量技术、功率单元串联多电平技术等多种先进控制技术,以高可靠性、易操作、高性能、小体积为设计目标,满足用户各类负载调速节能、改善生产工艺的需要,属高-高电压源型变频器。其谐波指标远小于IEE519-2014的国家标准,输入功率因数高,输出波形质量好,不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器;不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、共模电压等问题,可适用于二/四象限的同步电机(含永磁同步电机)、异步电机。产品于2003年被列为国家重点新产品,高压提升机变频调速系统于2005年被列为国家火炬计划项目,获科技部中小企业技术创新基金项目资助。2007年9月,JD-BP37/38系列高压变频器荣获“中国名牌”称号。2009 年开始,公司连续多年被行业权威机构评为“中国变频器用户满意十大品牌”。

产品结构

 

变压器柜:内部含有移相変圧器,温度传感器,电流、电压检测装置。移相变压器为功率单元提供独立的三相输入电源;温度传感器实时监测变压器内部温度,实现过温报警、过温保护功能;电流、电压检测装置可实时监测变压器输入电流,电压,实现变频器保护功能。
 
功率柜:内部含有功率单元,每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其壳体采用塑壳式结构设计,具有良好的密封性能,可适用于高潮湿、多粉尘、多腐蚀气体的场合。功率柜通过光纤与控制柜通讯,可有效抑制电磁干扰。
 
控制柜:内含HMI和ARM、FPGA、DSP等多种高精度芯片。中英文人机界面,参数少,易操作;对外接口丰富,方便与用户系统连接和现场扩展。主控使用自主研发的箱体结构进行封装,该箱体通过了严格的EMC(电磁兼容性)认证,又通过温度循环及振动试验的处理,可靠性高。
 
切换柜:当变频器出现故障时,可将电动机由变频回路直接接入原电网继续运行。切换的型式有自动和手动两种,其区别在于:当变频器出现故障时,手动切换柜需要按照操作规程对主回路进行切换;而自动切换柜可以在系统控制下自动对主回路进行切换,检修时除外。切换柜非标准配置,需要根据用户现场要求定制。

工作原理

  JD-BP37/38系列高压变频调速系统为级联单元结构,输入侧由移相変圧器给每个单元供电,变压器二次绕组采用延边三角形接法,可有效降低输入电流的谐波成分。输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接成星形接法给电机供电,通过对每个单元的PWM波形进行重组,得到完美的正弦波。
         高压变频器由切换柜、移相变压器柜、功率单元柜、控制柜构成。其中,切换柜部分根据不同现场,要求也不同。
  设备采用高-高电压源型变频器电路结构,功率单元串联,输出叠加成高压,直接输出到高压电机。

  6kV整机每相5个单元
        10kV整机每相8个单元


上海天天彩选4  整机每相有若干个单元组成,通过载波移相技术,各单元输出电压叠加,形成多电平高压输出。无须输出滤波装置,电流谐波小,对电缆、电机绝缘无损害。

  四象限变频器可进行能量回馈,其功率单元的电路结构如下图所示。整流侧和逆变侧均采用最先进的IGBT功率器件,控制方法采用SVPWM技术。

  当电机处于拖动状态时,能量从电网经整流回路、逆变回路流向电机,变频器工作在第一、第三象限。输入电压和电流波形如图所示。

  当电机处于发电状态时,电机产生的能量通过逆变侧的二极管回馈到母线电压,当直流母线电压超过一定的值,整流侧能量回馈控制部分启动,将直流逆变成交流,通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网。变频器工作在第二、四象限。输入电压和电流波形如下图所示。



 

性能及特点

矢量控制技术
通过测量和控制交流电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对交流电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制交流电动机转矩的目的。启动转矩大,转矩动态响应快,调速精度高,带负载能力强。可驱动同步或异步电机。

       振荡抑制技术
      
电机轻载或者空载的时候会出现局部不稳定现象,这时电流幅值波动很大,电流的振荡有可能会导致系统因为过流或过压而触发保护。我公司采用优越的电流算法,有效地抑制电流的振荡,保证系统稳定可靠的工作。

  多机主从控制技术
  变频器具备主从控制功能,多台变频器之间可通过数据总线组成主从控制网络。将其中的一台设为主机,其他设为从机,主机实时采集各从机的状态信息,同时发送给各从机频率、转矩指令,实现各台变频器的功率平衡和综合控制。
  该技术适用于皮带机、摩擦式提升机等需要功率平衡控制的场合。
  高低电压穿越技术
        在用户主电源瞬时停电、瞬时跌落、厂用电网切换时,变频器能保证在限定时间内电网恢复后能够自动正常运行,增强电网适应性。
                                                       
         波形显示和分析功能
         主控系统实时监测输入电流、电压,输出电压、电流,并实现其波形的显示,还可对每相电压、电流进行谐波分析,有助于用户掌握设备的各种电量参数。
 
       
 
       黑匣子功能
       设备具有自动记录运行状态和显示的功能,可查看保护前后共计200个点(100ms)的输出电流、输出电压、设定频率、运行频率、输入电流和输入电压值,方便日常维护。 
 
        单元温度预警功能
主控制系统实时监测并显示每个功率单元的温度,当多个单元温度超过设定警值时,给出声光报警,提示用户及时处理散热风机跳闸、滤网堵塞等问题。
 
       快速飞车启动技术
  在变频器受到负载冲击保护后可对其自动复位,然后再自动启动,即可避免重要场合(如水泥厂高温风机)变频保护停机造成的损失。快速飞车启动技术可实现变频器在0.1s之内从保护状态复位重新带载运行。
  星点漂移技术
  检测到单元故障后,可在100us之内将单元旁路,执行星点漂移技术,保持输出线电压平衡,最大程度提高电压利用率。
  工变频无扰切换技术
  变频切工频:变频器将电动机带到工频频率,并通过对工频电网频率、相位和幅值检测,调整变频器输出电压,调整完毕后,将电动机脱开变频器并连接到电网上。工频切变频:电机脱开电网连接到变频器后,变频器通过检测工频电网频率、相位和幅值,直接输出相应的电压矢量。该技术可满足多电机综合控制及大容量电机软启动的需要。
  输出电压自动稳压技术
  变频器实时检测各单元母线电压,根据母线电压调整输出电压,从而实现自动稳压功能。避免电网波动对输出电压的影响。
  故障单元热复位技术
  若单元在运行中故障,且变频器对其旁路继续运行,此时可在运行中对故障单元进行复位,不必等变频器停机。
  电网瞬时掉电重启技术
  电网瞬间掉电可自动重启,可提供最长60s的等待时间。
  同步电机控制技术
  同步电动机控制采用转子磁链定向的矢量控制方案,通过速度环和电流环双闭环结构,实现对速度和转矩的实时控制。电流环采用PI调节器,实现简单,并能获得较好的电流跟踪性能。速度环采用PI调节器,能有效地限制动态响应的超调量,加快响应速度。该技术具有启动转矩大,转矩动态响应好的特点,适用于需要带载启动、负载波动范围大的场合,如扎钢机、造纸机、压缩机等。

其他技术特点

      双回路控制电源供电
      采用变压器次级绕组为备用控制电源,保证系统运行期间安全。
      多种控制方式
     
可选择本机控制、远控盒控制、DCS控制;支持MODBUS、PROFIBUS等通讯协议;频率设定可以现场给定、通讯给定等;支持频率预设、加减速功能。
      具有高功率密度
      
单元体积小 ,模块化设计;整机结构紧凑,占用空间小。
      直流制动技术
     
电机在旋转状态中(10Hz以下),通入直流制动电流,可将电机从旋转状态强制变为停止状态
      限流技术
     
变频器开机运行状态下,如果电流超过限制值,通过降频方式限制电流的增加,直到电流小于限制值,变频器恢复到正常运行频率
      过压失速技术
     
变频器在降频过程中,出现电机发电,母线升高时,变频器通过自动加长降频时间,防止由于母线过压导致的停机问题
     加减速自适应功能
    
变频器根据当前电机运行的负载电流调整加速时间或者限制电机运行频率,从而限制电流,实现加速过程中不过流的功能。变频器降频过程中根据母线电压的大小调整降频时间,从而达到降频过程中不过压的功能。 

        

技术规范

产品型号说明

  产品型号说明

  产品外形图

两象限高压变频器

      两象限高压变频器(普通型)
     JD-BP37/38系列高压变频器以高速DSP为控制核心,采用无速度传感器矢量控制技术、功率单元串联多电平技术等多种先进控制技术,属高-高电压源型变频器,其谐波指标远小于IEE519-2014的国家标准,输入功率因数高,输出波形质量好,不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器;不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、共模电压等问题,可以使用普通的异步电机。产品于2003年被列为国家重点新产品,高压提升机变频调速系统2005年被列为国家火炬计划项目,获科技部中小企业技术创新基金项目资助。2007年,高压变频器被评为中国名牌产品,是国内高压变频器行业为数不多的两个名牌产品之一。2009 年开始,公司连续多年被行业权威机构评为“中国变频器用户满意十大品牌”。 2009 年开始,公司连续多年被行业权威机构评为“中国变频器用户满意十大品牌”。
     JD-BP37/38系列高压变频器由移相变压器,功率单元和控制器组成。高压变频器前端由一个多绕组的隔离移相变压器供电,6kV变压器次级共有15组副边绕组,采用30脉冲整流,功率单元每相采用低压功率单元串接组成,每相5个功率单元,三相共15个单元。10kV变压器次级共有24组副边绕组,采用48脉冲整流,功率单元每相采用低压功率单元串接组成,每相8个功率单元,三相共24个单元。输入谐波均能满足国家标准GB/T14549—93对电压和电流失真的要求。控制器部分以高速微处理器实现控制以及与子微处理器间进行通信。新风光高压变频器采用模块化设计,互换性好、维修简单,噪音低,谐波含量小,不会引起电机的转矩脉动,对电机没有特殊要求。

 

 

四象限高压变频器

  四象限高压变频器(能量回馈型)
  新风光电子科技股份有限公司是国内较早的从事提升机(四象限或者能量回馈型)变频器研究的专业厂家。产品电压等级涵盖从380V到10000V,功率等级几十千瓦到几千千瓦。新风光提升机变频器为科技部列入国家火炬计划项目,新风光高压提升机变频器填补了单元串联式多电平高压变频器不能四象限运行的国内空白,产品技术具国内领先水平。国家发展和改革委员会发布的国家重点节能技术推广目录(第一批)中,专门介绍了新风光公司的矿山提升机变频调速节电技术。
       新风光高压四象限(能量回馈型)变频器采用先进的矢量控制技术,同时,可以根据现场情况采用无旋转编码器的矢量控制,矢量控制与传统的V/F控制最主要的区别是矢量控制可以把把无功电流与有功电流(转矩电流)区分开来,在提升过程中可以根据负载的变化自动调整有功电流使输出力矩达到最佳工作状态,可以输出额定转矩的2.5倍。
      新风光JD-BP37/38T高压四象限(能量回馈型)变频器,采用若干个低压逆变器功率单元串联的方式实现直接高压输出,移相变压器有15/24组副边绕组,每相分为5/8个功率单元,三相共18/27个单元,采用30~48脉冲整流,输入端的谐波成分远低于国标规定。
     系统控制器核心由高速32位芯片运算来实现,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监控和操作界面,同时可以实现远程监控和网络化控制。PLC控制器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的协调,增强了系统的灵活性。控制器及各控制单元板中采用先进的单片机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。
     另外,控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术,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,并且各个功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的统一控制器,方便调试、维修、现场培训,增强了系统的可靠性。
     高压四象限(能量回馈型)变频器是整个电控系统的一个核心部分,它具有与电控操作系统相适配的各种接口。它接受操作台电控系统的操作命令,同时它又将运行状态,包括工作频率、电机电流、电源电压、电流及故障信息随时送给电控系统。变频器本身又将工作信号及工作状态自动记录以备查阅,依据用户要求连接打印设备,每班数据打印,形成设备报表。变频器的所有输入、输出接口均进行了隔离,避免对变频器引入干扰。当电机处于负力提升时,变频器实时检测进行能量回馈电网。


  图1 四象限高压变频器(能量回馈型)系统结构


  图2 四象限高压变频器(能量回馈型)功率单元结构

 

 

适用领域

  发电领域
  锅炉给水泵  送风机  引风机  凝结水泵
  循环水泵  灰浆泵  压缩机  吸尘风机  增压风机

  石油、石化、天然气领域
  空气压缩机  引风机  管道泵注水泵  输油泵
  给水泵  潜油泵  循环水泵  卤水泵

  煤炭、矿山领域
  提升机  对旋风机  轴流风机  除垢泵  搅拌泵
  除尘风机 泥浆泵  渣浆泵  清水泵  进料泵
  排水泵  介质泵

  冶金领域
  除尘风机  高炉鼓风机  引风机  压缩风机
  制氧压缩机  送风机  给水泵  送水泵  除鳞泵
  SO2风机  冲渣机转炉  电炉  高炉  除垢泵
  煤气压缩机

  水泥、建材领域
  生料研磨引风机  水泥磨风机  分选器风机
  窑炉引风机  窑炉供风机  尾排风机  高温风机
  磨煤机  除尘风机  循环风机  压力送风机

  市政领域
  加压泵  热水循环泵  污水泵  净水泵
  供水泵  引风机  送风机

  轻工、化工领域
  加压泵  压缩机  轴流泵  软水泵
  送水泵  鼓风机  引风机

  其他领域
  风泵试验台  风洞试验装置

 

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