啟動(dòng)柜

當(dāng)變頻器適配電機(jī)功率≥1800kW時(shí)，系統(tǒng)增配啟動(dòng)柜。啟動(dòng)柜可以有效抑制變壓器上電瞬間的激磁涌流，防止引起上級(jí)電源柜速斷保護(hù)裝置動(dòng)作，還可以為單元直流電容預(yù)充電。

啟動(dòng)柜中配置啟動(dòng)電阻，可降低上電產(chǎn)生的沖擊電流。不同容量變頻器啟動(dòng)電阻阻值及功率有所不同，預(yù)充電后，按照設(shè)定程序，通過真空接觸器短接電阻。

 變壓器

隔離變壓器為干式變壓器，采用強(qiáng)迫風(fēng)冷：原邊為星形接法，與進(jìn)線高壓直接相連或通過啟動(dòng)柜相連；副邊繞組為延邊三角形接法，繞組間有固定的相位差，通過電抗器為功率單元提供電源。

變壓器配有溫控儀，控制系統(tǒng)通過溫控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器繞組溫度：當(dāng)變壓器繞組溫度較高時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出輕故障報(bào)警并開啟變壓器底部風(fēng)機(jī)；當(dāng)溫度超過報(bào)警或跳閘設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出輕故障報(bào)警或跳閘信號(hào)。

功率單元

功率單元輸入端與電抗器相連后接變壓器二次線圈的三相低壓輸出。當(dāng)變頻器適配電機(jī)功率小于1800kW時(shí)，功率單元增加緩沖環(huán)節(jié)，用以單元預(yù)充電限流及保護(hù)輸入側(cè)IGBT。

當(dāng)變頻器適配電機(jī)功率超過或等于1800kW時(shí)，取消單元緩沖環(huán)節(jié)，由啟動(dòng)柜實(shí)現(xiàn)單元預(yù)充電限流及保護(hù)輸入側(cè)IGBT功能，因此功率單元與電抗器直接相連。

HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品理論具備100%額定功率的能量回饋能力。功率單元利用IGBT進(jìn)行同步整流：同步整流控制器實(shí)時(shí)檢測單元輸入電壓幅值及相位，通過控制整流側(cè)IGBT所產(chǎn)生的電壓與單元輸入電壓的相位差，從而控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向——單元電壓相位超前，功率單元將電能回饋給電網(wǎng)，反之電功率由電網(wǎng)注入功率單元。

電功率的大小及流向由單元電壓決定。就同步整流而言，整流側(cè)相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)壓電源，相位差偏差通過矢量控制算法、PID調(diào)節(jié)生成。

控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由控制器、接口板和人機(jī)界面（包括柜門按鈕等）組成。

HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術(shù)。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標(biāo)下，電機(jī)定子電流分解成勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵(lì)磁電流不變，控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制了電機(jī)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實(shí)際運(yùn)行中給定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流i_T*。經(jīng)過矢量變換將i_T*、i_M*與實(shí)際反饋回的勵(lì)磁電流i_M轉(zhuǎn)矩電流i_T相比較，經(jīng)過空間矢量控制，最終生成三相電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定（頻率給定）與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref；idref勵(lì)磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)需要進(jìn)行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機(jī)和負(fù)載得出的經(jīng)驗(yàn)值。

電機(jī)三相電流反饋ia、ic經(jīng)傳感器采樣，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進(jìn)行Clarke變換，變換后輸出ialpha、ibeta；ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq；id、iq值與給定值iqref、idref求誤差，進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref；Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta；Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機(jī)定子三相電壓Va、Vb、Vc值；三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM（脈寬調(diào)制）的比較值比較輸出PWM波形到逆變器從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

• 原理

控制原­理

HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術(shù)。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標(biāo)下，電機(jī)定子電流分解成勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵(lì)磁電流不變，控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制了電機(jī)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實(shí)際運(yùn)行中給定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流IT。經(jīng)過矢量變換將IT、IM變換為電機(jī)三相給定電流Ia*、Ib*、Ic*，它們與電機(jī)運(yùn)行電流相比較生成三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定（頻率給定）ω與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref，idref勵(lì)磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)需要進(jìn)行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機(jī)和負(fù)載得出的經(jīng)驗(yàn)值，電機(jī)三相電流反饋ia、ic、ib（為ia與ic之和求反）經(jīng)傳感器采樣，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進(jìn)行Clarke變換，變換后輸出ialpha、ibeta, ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq， id、iq值與給定值iqref、idref求誤差,進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref, Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)­過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta，Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機(jī)定子三相電壓Va、Vb、Vc值，三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM（脈寬調(diào)制）的比較值比較輸出PWM波形到逆變器然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

主電路圖

HIVERT-Y(T)VF系列高壓變頻器采用交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關(guān)元件為IGBT。由于IGBT耐壓所限，無法直接逆變輸出6KV、10KV，而因開關(guān)頻率高、均壓難度大等技術(shù)難題無法完成直接串聯(lián)。HIVERT變頻器采用功率單元串聯(lián)，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術(shù)，因而具有很高的可靠性。

電源疊加圖

單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，三相輸出Y接，得到可變頻三相高壓電源，6kV系列每相6個(gè)單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波驅(qū)動(dòng)電機(jī)。下圖為6kV變頻器系列的電壓疊加示意圖。

功率單元

HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品具備100%定額功率的能量回饋能力。

功率單元利用IGBT進(jìn)行同步整流，同步整流控制器實(shí)時(shí)檢測單元電網(wǎng)輸入電壓，利用鎖相控制技術(shù)得到電網(wǎng)輸入電壓相位，控制整流逆變開關(guān)管所構(gòu)成的相位與電網(wǎng)電壓的相位差，便可控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向。逆變相位超前，功率單元將電能回饋給電網(wǎng)，反之則電功率由電網(wǎng)注入功率單元。電功率大小與相位差成正比。電功率的大小及流向由單元電壓決定，就同步整流而言，整流側(cè)相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)壓電源，與電功率大小及方向相對應(yīng)的電網(wǎng)與逆變相位差由單元電壓與單元整定值之間的偏差通過PID調(diào)節(jié)生成。

• 特性

        HIVERT-Y(T)VF系列大功率高壓變頻器是北京合康億盛變頻科技股份有限公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的高壓交流同、異步電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置。變頻器采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)、矢量控制技術(shù)、有源逆變能量回饋技術(shù)、新穎的全中文操作界面，可靠性高、性能優(yōu)越、操作簡便?？蓱?yīng)用于需要四象限運(yùn)行、帶能量反饋、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、低速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩大等場合。 

• 技術(shù)參數(shù) 

高質(zhì)量電源輸入

輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈¾­過移相，為功率單元提供電源，對6kV而言相當(dāng)于36脈沖同步整流，消除了大部分由單個(gè)功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波（尤其是低次諧波）的產(chǎn)生。變頻器引起的電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》對諧波含量的最嚴(yán)格要求，無需安裝輸入濾波器并保護(hù)周邊設(shè)備免受諧波干擾。

變頻器額定輸入功率因數(shù)大于0.96，無需功率因數(shù)補(bǔ)償電容；減少無功輸入，降低供電容量。 

完美的輸出性能

單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，6kV系列每相6個(gè)單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波，與其他形式的高壓大容量變頻器比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 無需輸入、輸出濾波裝置
• 可以驅(qū)動(dòng)普通高壓同、異電動(dòng)機(jī)，而不會(huì)增加電機(jī)溫升
• 電機(jī)電纜在壓降允許范圍內(nèi)無任何長度限制
• 可使主回路電機(jī)、電纜絕緣免受dv/dt應(yīng)力的損傷
• 沒有諧波引起的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可延長電機(jī)和機(jī)械設(shè)備使用壽命
• 電機(jī)不需因諧波而降額使用

友好的用戶界面

• HIVERT變頻器采用全中文LCD顯示，面板輕觸按鈕直接操作，更適合國人使用習(xí)慣
• 全中文文字表述，易學(xué)易用
• 大屏幕顯示，可對多組參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，沒有煩瑣的參數(shù)代碼號(hào)，參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確、直觀、便捷
• 運(yùn)行參數(shù)同屏顯示，運(yùn)行參數(shù)一目了然
• 準(zhǔn)確的故障記錄，可依次記錄多達(dá)十個(gè)歷史故障

其他特性

• 高可靠性，高效率，額定工況下，系統(tǒng)總效率高達(dá)96%以上，其中變頻部分效率大于98%
• 功率單元模塊化結(jié)構(gòu)，可以互換，維護(hù)簡單
• 功率單元光纖通訊控制，完全電氣隔離
• 內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行
• 多種上位機(jī)通訊功能，隔離RS485接口，標(biāo)配MODBUS RTU通訊規(guī)約；
• 可選PROFIBUS DP
• 具有本地、遠(yuǎn)程、上位三種控制方式
• 全面的故障監(jiān)測電路、及時(shí)的故障報(bào)警保護(hù)和準(zhǔn)確的故障記錄保存
• 結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)尺寸小
• 可參照用戶要求，根據(jù)具體工況作特殊設(shè)計(jì)