zinvert系列智能高压变频调速系统用户手册

zinvert系列智能高压变频调速系统用户手册内容摘要：

500～ 4500 1200 2480 5500～ 8500 400 315 23 500 400 29 630 500 36 800 630 46 1000 800 58 1250 1000 72 1600 1250 92 5400～ 7600 1500 2480 9500～ 13000 2020 1600 115 2500 2020 145 3150 2500 182 4000 3150 231 12 注：  外形尺寸不包括旁 路 柜 、 配电柜等选件。  厂方保留对产品修改的权利，根据用户的要求和选件的不同，尺寸和重量均会有相应变化。  表中列出的变频调速系统重量为对应容量为上限的变频调速系统重量，小于上限值的变频调速系统重量略轻一些。  厂家产品升级后产品的性能和外形尺寸会发生变化， 请 恕不 另行 通知。 产品通用技术参数 表 33 给出了 ZINVERT 系列智能高压变频调速系统产品的通用技术参数 表 33 ZINVERT 系列智能高压 变频调速系统产品参数表 电压等级 3kV， 6kV， 10kV 输 出 过载能力 100%额定电流连续； 130%额定电流 1min； 180%额定电流 0sec； 电压 SPWM 叠加波形，标准正弦， 0V~Un(标称额定输出电压值 )连续可调 频率 0~50HZ 或 0~60Hz 可调 频率分辨率 电流谐波 THD 小于 2%（满载时） 输 入 相数、频率 三相； 50/60Hz 允许频率波动 频率： 5 ~ +5% 波动电压波动 电压： 15 ~ +15%以内正常运行； 15% ~ 35%降额连续运行 功率因数 （ 20%负荷以上） 电流 符合国家标准 GB 1454993 及 IEEE 5191992 电能质量标准的要求 控 制 系统控制器 TI 公司电机控制专用 DSP 芯片 控制电压 AC220V/DC220V； AC380V，交流电源为三相电源，功率 10kVA 启动频率 ~10Hz（可设定） 输入 /输出接口 16 数字量输入 /16 数字量输出 2 模拟量输入 /2 模拟量输出（ 4～ 20mA 或 0～ 5V/10V 信号） 通讯接口 RS232， RS485， CAN 网 络 信号隔离方式 光电隔离 控制信号传输 光纤传输，编码转换 精度 频率稳定精度 %；电压精度177。 2% 效率 额定输出时 97%，额定输出 20%~88%时 95%， 转矩提升 ０ ~10%额定电压（可设定） 加减速时间 0~3000sec 可设定 瞬时掉电再启动 再启动方式可选，等待时间 ~30 秒（可设定）。 PID 功能 手动设定参数值： P： 2~850%； I： ~350sec； D： 1~200sec 自整定 内置 PLC 采用自适应模糊控制，智能调节，系统响应速度快，精度 高，稳定性好， PID 参数自动调节，大大简化了现场调试工作量 最小分辨率 传感器量程 1% 稳态精度 由设定精度误差及传感器精度决定 运 转 运转操作 面板按键、远端开关指令控制 频率设定 面板设定、远端电流模拟控制 运转状态输出 故障、报警接点输出 13 显 示 LED 显示 运行状态、信号指示 数码管显示 输出频率、电压、电流、功率（可选其一） LCD 显示 输出频率、电压、电流、功率、功率因数；输入电压、电流、功率、功率因数；故障 /报警及其记录；参数设定；波形显示、谐波分析等 安全防护 防护措施 电磁五防、闭锁 内部接地电阻 ≤ 接地网电阻 要求用户系统地网电阻≤ 4Ω 保护功能 过流、短路、接地、过压、欠压、过载、过热、电动机过载、缺相、 IGBT 击穿或短路、单元故障等 故障切换 系统旁路切换功能，单元旁路功能 噪声 电磁噪声小于 70dB，总噪声小于 90dB 环 境 使用场所 室内，海拔 1000m 以下，无腐蚀性、爆炸性气体、灰尘，无阳光直射 温度 /湿度 温度：－ 5~+45oC；湿度： 20~90%,变化率 5%/h,无凝露 振动 10~150HZ， 以下 存放条件 20~70oC 外壳防护等级 IP20 冷却方式 风冷 14 第 4章 系统组成结构与工作原理 ZINVERT系列智能高压变频调速系统 采用功率单元串联技术解决器件耐压问题，级间 SPWM信号移相后叠加，提高了输出电压谐波性能、降低输出电压的 dv/dt；通过电流多重化技术提高输入侧谐波性能，减小对电网的谐波污染；主控制器采用双数字信号处理器（ DSP）、可编程门列阵（ CPLD和 FPGA）为核心，配合数据采集单元、单元控制器和光纤通信回路以及工艺控制需要可选的可编程逻辑控制器（ PLC）构成控制 系统。 系统组成与原理 ZINVERT系列智能高压变频调速 成套系统主要由整流变压器、功率逆变柜及控制柜组成，实际使用时还可按用户要求配套旁路切换柜。 整流变压器 整流 变压器副边绕组 相互隔离，并采用移相 延边三角形接法 ，保证系统工作在 20%负载以上时 电网 侧 功率因数 保持在 96%以上。 功率单元电气原理 功率单元主要由三相桥式整流器、 滤波 电容器组、IGBT逆变桥 （ H桥） 构成，同时还包括 功率器件 驱动、保护、 信号采集 、 光纤 通讯等 功能 组成的控制电路。 通过控制 IGBT的工作状态，输 出 PWM电压波形。 其电气原理 如图 41 所示。 单元输出电压如图 4－ 2所示。 功率单元的 串 联 ZINVERT系列智能高压变频调速系统是由多个功率单元 经过移相串 联而成。 电压叠加 原理类同于“电池组叠加”技术， 以 6kV每相六单元串联为例，如图 43所示。 每个功 率单元输出 交流 有效值 Vo为 577V， 相电压 达到 3464V，线电压 为 6000V。 输出相电压波形如 图 44所示。 L +L R +R KABCUVRDRDRDD1D2D3 D5D4 D6C1C2R1R2信号采集、功率器件驱动、光纤通信、保护等 图 41 系统 功率单元图 图 42 单元 PWM 输出 CVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVoVo＝577V相电压＝3464V 线电压＝6000VAB图 43 6kV 系统 输出 电压叠加示意图 图 44 输出相电压波形 15 控制 系统 ZINVERT系列 智能高压变频调速系统 的控制采用开环恒压频比控制， 主控 制部分 以 双数字信号处理器 （ DSP） 为控制核心 ，辅以可编程逻辑器件（ CPLD/FPGA）、 AD采样和模拟输入输出单元、数字量输入输出接口。 由液晶（ LCD）显示器、 LED指示和键盘组成的人机界面。 单元的控制部分以可编程逻辑器件为核心，配合专用的 IGBT驱动和保护模块和检测回路。 主控 制部分和单元控制部分的控制信号 通过光纤进行 信号传输，有效避免电磁干扰，增强系统的可靠性。 控制策略 调速范围较大的特点。 而对于风机、泵类负载，这种控制方式提供了足够高的精度。 专门设计的单元直流母线检测回路，能够实时提供各个单元的直 流母线电压值，及时修正调制系数，进一步提高控制性能。 根据异步电动机的稳态数学模型，只要保证电动机反电动势和定子频率比值恒定，就可以使电机运行在额定磁通的情况下，达到效率最优点。 同时，在忽略定子电阻和漏感的情况下，电机的反电动势等于定子机端电压。 由于反电动势难以直接控制，所以在近似的情况下，采取保证机端电压和定子频率比值恒定的策略。 ZINVERT系列 智能高压变频调速系统 在恒压频比控制的基础上，提供两种类型（直线和二次方曲线，功能参数 F09设置选择） V/F曲线，两种基本的 V/F曲线见图 45所示。 由用户根据现 场情况设置功能参数 （参见第 6章 人机接口和参数设置）， 选择合适的 V/F曲线，以补偿定子电压，并能根据负载类型选择效率更优的曲线。 如果设置 F06=F05，那么当电机定子频率超过额定频率时，电压不再上升，保持额定输出电压不变。 输出电压输出频率F 0 6 : 最高输出线电压F 0 5 : 额定线电压F04:基本频率F03:最高输出频率二次曲线直线F 1 0 : 转矩提升 图 45 三种基本的 V/F曲线 掉电再启动 交流输入供电母线电压瞬时失电（如母线切换、电网故障等引起）是比较常见的情况。 ZINVERT智能高压变频调速系统充分考虑到这种情况，专门设计了掉电再启动功能，可设置最长等待时间 为 30秒（功能参数代码 H03）。 在电压恢复正常后 ZINVERT系列 智能高压变频调速系统 可自行 再启动高压电机，启动电流平滑无冲击。 对于不同的应用场合，用户可根据自身电网情况合理设置最长可能掉电时间，也可通过设置（功能参数 代码 H02） 取消此功能。 旁路功能 手动工频旁路： ZINVERT 系列智能高压变频调速系统设计有工频旁路接线原理如图 4－ 6 所示。 当变频调速系统系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，分开 K1， K2，闭合 K3（具体操作请参阅 变频调速系统运行到旁路运行的转换）。 电动机 直接接电网工频运行，负载调节控制系统同时切换回传统的风门和阀门等控制方式。 通过工频旁路功能，提高整个系统的适应能力，保证用户负荷的 16 连续运行要求。 ZINVERT高压 变频系统M6kV/10kV高压 电缆进线K1K2K3 图 46 标准配置旁路柜的工频旁路接线原理 自动工频旁路：自动 工频旁路接线原理如图 4－ 7所示，用真空接触器取代隔离刀闸，变频调速系统故障停机或需要进行检修时可自动分开 J1， J2，闭合 J3。 （具体操作请参阅 变频调速系统运行到旁路运行的转换）。 电动机直接接电网工频运行，负载调节控制系统同时切换回传统的风 门和阀门等控制方式。 为保证检修时的安全也可在图 4－ 7的基础上增加隔离刀闸，在检修时形成明显的断开点，保证设备及工作人员的安全。 图 47 自动工频旁路接线原理图 单元旁路： ZINVERT系列 智能高压变频调速系统还设计有功率单元旁路功能。 如图 41 变频调速系统功率单元图 中所示的短路开关 K，作为旁路开关，当某个单元发生 单元过热、单元短路故障、单元充电故障时 ，控制系统自动将 功率单元 中的接触器 K闭合，从而封锁这个单元，同时将与其不同相的同级其它两个单元输出旁路短接，而其它级的其 它功率单元仍输出，保证系统在一定的带载能力下（系统允许旁路一级单元）继续运 行。 ZINVERT高压变频系统M6kV/10kV高压电缆进线K1J2K3J1K2J3K4 17 第 5 章 操作  如果不遵守第一章 《安全须知》的指导，进行操作是很危险的。  只有接受培训并获得资质的人员才能对变频调速系统进行操作。  本章介绍仅以我公司标准配置旁路柜为例，不同的应用要求会导致旁路柜接线原理改变，请用户参照本章介绍根据实际旁路柜接线原理自行拟定操作规程。 本章详细介绍了 ZINVERT系统完成安装和调试之后的所有的正常操作步骤的 逐步介绍 ,对所有 必须的操作步骤作了编号，必须严格按照这些操作步骤准确操作。 运行前准备工作 step1: 按第 9章 调试 完成所有的安装和调试工作。 Step2: 接通辅助电源、主控制器电源、单元控制电源。 Step3: 根据第 6章 人机接口和参数设置，对所有传动系统的特殊启动参数，包括加速时间、减速时间、加速曲线选择、启始频率、 控制方式、电机保护参数 等进行正确的设置和检查确认。  对启动有特殊影响的参数一定要认真确认，以保证设备安全和正常启动。 Step4: 解开 进线刀闸或真空接触器上的 接地线或接地刀闸（如果已经接了接地线和 /或接地刀闸）。 Step5: 如果选配标准手动旁路柜，则断开工频旁路刀闸 K3； 如果选配标准自动旁路柜，则断开工频旁路真空接触器 J3。 Step6: 如果选配标准手动旁路柜，检查变频调速系统输入、输出刀闸情况： 检查输入侧刀闸 K1位于闭合位置， 检查输出侧刀闸 K2位于闭合位置。 如果选配标准自动旁路柜，检查变频调速系统输入、输出真空接触器的情况： 检查输入侧真空接触器 J1位于闭合位置， 检查输出侧真空接触器 J2位于闭合位置 , 检查所有刀闸均处于闭合位置。 （刀闸的作用是在检修时形成明显的断开点，以确保设备和检修人员的安全。