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仟亿达烧结厂变频器节能解决方案

2014-05-20 14:08来源:北极星环保网关键词:节能服务企业仟亿达变频器节能收藏点赞

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高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构(简称CSML)。由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,高压主回路与控制器之间为光纤连接,安全可靠;精确的故障报警保护;具有电力电子保护和工业电气保护功能,保证变频器和电机在正常运行和故障时的安全可靠。电网电压(10kV)经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电,功率单元为三相输入,单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构,相邻功率单元的输出端串接起来,形成Y接结构,实现变压变频的高压直接输出,供给高压电机。10kV输出电压每相有9个(n+1系统,具有旁路3个模块不降额)额定电压为700V的功率单元串联而成,输出相电压5600V,线电压达到10kV左右,每个功率单元承受全部的电机电流,但只提供1/9的相电压和1/27的输出功率。

逆变器输出采用多电平移相式PWM技术,同一相的功率单元输出相同幅值和相位的基波电压,但串联各单元的载波之间互相错开一定电角度,实现多电平PWM,输出电压非常接近正弦波。输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小,所以dv/dt很小,功率单元采用较低的开关频率,以降低开关损耗,且输出电平数增加。10kV输出电压输出相电压为19电平,线电压为37电平,输出等效开关频率9KHz,电平数和等效开关频率的增加有利于改善输出波形,降低输出谐波,由谐波引起的电机发热、噪音、转矩脉动等都大大降低,可以直接用于普通异步电机,不会产生输出电缆较长时行波反射引起的浪涌电压增加而造成电机绝缘破坏问题。

采用功率单元串联,而不是功率器件串联,器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压,器件不必串联,不存在器件串联引起的均压问题。直接使用低压IGBT功率模块,器件工作在低压状态,不易发生故障;10kv变频器共使用54对1700V低压IGBT,低压IGBT门极驱动功率较低,驱动电路非常简单,开关频率很低,不必采取均压电路和浪涌吸收电路,系统效率高,同时功率单元采用电容滤波的结构,总体技术成熟可靠。

变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行,变频器的10KV主电源完全失电时,变频器可以在3秒内不停机,能够全面满足变频器动力母线切换时不停机的需要。另外10KV主电源欠压时可不停机,自动降额,电压正常后再恢复到原来速度。

采用二极管不可控整流电路结构,变频器对浪涌电压的承受能力较强,雷击或开关操作引起的浪涌电压可以经过变压器(变压器的阻抗一般为8%左右)产生浪涌电流,经过功率单元的整流二极管,给滤波电容充电,滤波电容足以吸收进入到单元内的浪涌能量,另外变压器一次侧安装了浪涌吸收装置,起到进一步保护作用。

功率单元采用模块化结构,同一变频器内所有功率单元结构上完全一致,可以互换,维修非常方便,更换功率单元只要拆除3个交流输入端子和2个交流输出端子,以及1个光纤插头,就可抽出整个单元。当某一功率模块发生故障时,用户在10分钟内,经过简单的操作就可以用备用功率模块进行更换,保证系统可靠运行,所有功率模块均有两个指示灯,一个是带电指示,另一个是运行指示,模块的运行状态一目了然。

功率单元为多极模块串联,某个模块发生故障时自动旁路运行,便于现场采取对应措施;即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路,当功率单元故障时,封锁对应功率单元IGBT的触发信号,然后让旁路SCR导通,保证电机电流能通过,仍形成通路。为保证三相输出电压对称,在旁路故障功率单元的同时,另外两相对应的两个功率单元也同时旁路。对于10kv的变频器每相由9个功率单元串联而成,当每相1个单元被旁路后,每相剩下8个功率单元,输出最高电压仍然可以达到100%,因为此系统为8+1冗余设计。输出电流当然也能达到100%,也能达到100%,能继续维持正常生产。

输入干式变压器免维护,可靠性高。变压器的防护与变频器共同防护为IP21防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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