罗宾康高压变频器介绍

我主要写的是应用场合及功能介绍罗宾康高压变频器介绍一、产品介绍1、罗宾康系列变频调速系统特点高效率、无污染、高功率因数罗宾康系列高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案，采用了多绕组高压移相变压器，二次侧绕组中流过的电流，在变压器一次侧叠加时，形成非常逼近正弦波的电流波形。

经过实际测试，50Hz运行时，网侧电流谐波 <2％，电机侧输出电压谐波<％(即使在40Hz时，仍然<2％)，成套装置的效率>97％，功率因数>。

完全满足了IEEE519－1992对电压、电流谐波含量的要求；通过采用自主开发的专用PWM控制方法，比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1～2％。

先进的故障单元旁路运行（专业核心技术）为了提高系统的可靠性，整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压裕量，并在各功率单元中增加了旁路电路。

当某个功率单元出现故障时，可以自动监测故障并启动旁路电路，使得该单元不再投入运行，同时程序会自动进行运算，调整算法，使得输出的三个线电压仍然完全对称，电机的运行不受任何影响；以6kV高压变频调速系统为例，每相有6个单元时，预置好参数，当某一相中有2个功率单元出现故障时，故障单元将自动旁路，系统仍然可以满负荷运行；即使某一相中所有6个单元故障，全部被旁路，系统输出容量仍可高达额定容量的％。

这种控制方法处于国际先进，国内领先水平，将大大提高系统的可靠性。

.3高性能的控制技术罗宾康系列高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术，可以实现恒转矩快速动态响应，并且具有加、减速自适应功能，即可根据运行工控参数的实际情况，自动调整加、减速时间，在不超过最大允许电流的情况下，快速达到设定频率或转速。

同时，系统可以自动识别电机转速，用户可以不考虑电机目前的运行状态，电机不需要停止运行时，可直接实现电机的启动、加速、减速或停止操作；罗宾康系列高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。

高可靠性控制电源可实现外部220V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换，同时配置了UPS，即使两路电源都出现故障时，控制系统仍然可以工作足够长的时间，控制整个系统安全停机，发出报警，并记录故障时的所有状态参数；高压主电路与低压控制电路采用光纤传输，安全隔离，使得系统抗干扰能力强；当单元故障数目超过设定值，系统可自动切换到工频运行(自动旁路柜)；移相变压器有完善的温度监控功能；独特的功率柜风道设计，主要发热元件都靠近或处于风道中，散热效果好，保证了系统承受过载的能力；抗电网电压波动能力强，当电网电压在-15％～+15％范围内波动时，系统可以正常工作；对于功率单元，在电压-25％～+20％范围内变化时，都可正常工作。

其它特点故障自诊断能力强，监测系统中所有主要参数及接口信号；全中文操作界面，基于Windows操作平台，英寸彩色液晶触摸屏，便于就地监控、设定参数、选择功能，调试操作简单，友好，显示内容丰富；内置PLC可编程控制器，易于改变和扩展控制逻辑关系，并且安全可靠；系统具有标准的计算机通讯接口RS232或RS422、RS485，可方便的与用户DCS系统工控系统组态建立整个系统的工作站，进一步提高系统的自动化控制程度，实现整个工控系统的全闭环监控，从而获得更加完善的、可靠自动化运行；单元模块化结构，维修简单，所有单元可以互换，备件少；先进、及时、迅捷、永远追求完美的售后服务体系。

二、罗宾康系列变频调速系统原理1．2 罗宾康无谐波高压变频器罗宾康高压变频器具有对电网谐波干扰小，输出波形好，输出不存在谐波从而减少电动机附加发热以及噪声，输入功率因素高等特点，义被称为完美无谐波变频器。

其实质为多个串联的PWM电压源型变频器，将若干个独立的低压变频器串联起来，从而实现高压输出。

电网电压通过隔离降压后给每个作为功率单元的低压变频器供电。

每个低压变频器为交一直一交PWM电压源型逆变器，输出电源为三相电压630V，功率为丁频50Hz，每个低压变频器串联起来，就形成了星形结构，实现变频高压直接输出，给高压电动机供电。

3kV输出电压等级的变频器主电路结构如图1所示，每个功率单元分别由输入变压器的1组二次绕组供电，9个功率单元通过光纤联到中央控制系统，按照一定的相位差进行迭加达到所需要的高压。

单个功率单元组成如图2所示。

为了减少输入谐波，在完美无谐波变频器中每个功率单元电源之间以及变压器之间相互绝缘，在变压器绕制时产生一定相位差，以消除每个功率单元引起的谐波电流。

以3kV变频器为例，9个二次绕组采用延边三角形，分为3个不同的相位组，互差20°，形成了18脉冲整流的二极管整流电路结构，将失真减少到4％～5％．使初级电流波形近似为正弦波，满足高压电动机对电压和电流失真的要求[2]。

罗宾康无谐波变频器具有很高的功率因数。

由于变频器输入功率因数主要与变频器中间直流环节（电压源型或电流源型）有关。

电压源型直流环节为电容，电机需要的无功电流由电容提供，而不需要和电网交换，变频器输入功率因数高，在整个速度范围段内基本保持不变.电流源型直流环节为大电感，电机需要的无功电流还需与电网交换，功率因数较低，且随着电机负载的降低而降低[3]。

罗宾康高压变频器采用的是电压源型逆变器，在低负载的情况下比普通电流源变频器具有优秀的功率因数，输入总功率因数可达到0．95以上。

罗宾康系列高压变频调速系统组成部分包括变压器柜、功率柜、控制柜及旁路柜（可选），如图2-1所示。

图2-1 罗宾康串联H桥高压变频调速系统典型组成部分图中主要示意系统的组成部分，具体到各系列产品的实际安装方式，可能有所区别。

尤其是针对800kW以下的系列产品，采用了优化设计方案，不但保证了整个系统的可靠性，而且更加紧凑，降低了对用户的安装空间的要求。

（功率柜的数量随装置的具体的容量而不同）图是串联H桥式高压变频调速系统功率电路（6串/相）原理图，以输出6kV，每相6（6kV 产品也可能每相5个单元串联，对于10kV，每相8或9个单元）。

图中6 kV电网电压直接给移相变压器供电，移相变压器二次侧有18个独立的三相低压绕组。

每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器（称为H桥，或功率单元）供电，其电路图如图所示。

在图给出的例子中，输出到电机的三相中，每一相由6个功率单元串联，三相共18个功率单元，即可输出三相对称，电压、频率都可调的变压、变频电源。

最高输出电压为6 kV，频率50Hz,可直接驱动6kV的三相异步电动机。

变频器输出10kV电压，功率柜增加每相功率单元的串联个数即每相8单元或9单元。

图串联H桥高压变频调速系统功率电路（6串/相）原理图图 H桥单个功率单元内部电路原理图旁路柜构成：旁路柜为可选件，用户可以不采用旁路柜，高压输入和输出线通过变压器柜和功率柜中的接线端子进行连接。

如果采用旁路柜时，可选择“一拖一”或“一拖二”控制方式，还可选择手动旁路或自动旁路控制方式，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真空接触器、隔离刀闸构成，如图所示，在使用时可进行变频运行和工频运行的手动切换。

在高压变频装置检修时，旁路隔离刀闸闭合为高压电机从电网直接提供高压电源，不影响用户的使用；而变频隔离刀闸断开，具有明显的物理断点，可保障检修人员的人身安全。

旁路隔离刀闸与变频隔离刀闸间具有机械互锁功能，可确保工频回路与变频回路不会同时导通。

真空接触器用于预充电回路。

图手动方式的旁路柜自动方式时的旁路柜主要包括真空接触器、隔离刀闸等设备，如图所示，可以不需要人工操作，通过控制柜的可编程序控制器（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。

自动旁路方式的旁路柜内配置隔离刀闸QS1、QS2。

在正常情况下刀闸闭合，变频器检修时断开，具有明显物理断点，保障检修人员的人身安全。

图自动方式的旁路柜变压器柜构成：变压器柜内主要为高压隔离移相变压器。

以6kV高压变频调速系统为例，当采用1700V 级的IGBT时，功率柜中每相由5或6个功率单元组成。

这些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，可实现多重化串联整流。

在移相变压器的一次侧中，各折算的二次侧电流叠加后，其电流波形非常逼近正弦波，因此对电网的谐波干扰非常小，完全满足国际、国内包括IEEE 519-1992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监测控制器的测温点（其温控器安装在变压器柜内），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，启动变压器柜底部的6个横流风机进行散热。

同时，变压器温度监控器会及时在变压器故障时，把信息立即反馈给控制柜，保证了变压器的可靠运行。

功率柜构成：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。

以6kV-6单元的高压变频器调速系统为例，当采用1700V的IGBT时，每相中包含6个功率单元，而每个功率单元的输出电压为交流577V，则相电压为6×577，即3464V，相应的，其线电压为6kV。

若所设计的装置为10kV变频调速系统，采用的器件也是1700V级的IGBT，则每相中包含8或9个功率单元。

通过采用了具有自主知识产权的优化PWM（脉冲宽度调制）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。

控制柜构成：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（数字信号处理器），并辅之以FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD （复杂可编程逻辑器件），变频器采用了它们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。

三、罗宾康系列变频调速系统性能指标四.罗宾康系列变频调速系统适用范围主要应用领域行业应用电力：引风机、送风机、一次风机、吸尘风机、增压风机、排粉机、给水泵、循环水泵、凝结水泵、渣浆泵冶金：除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵石化：注水泵、电潜泵、输油泵、管道泵、排风机、压缩机、除垢泵水务：供水泵、取水泵环保：污水泵、净化泵、清水泵水泥：窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘机、生料碾磨机、供气风机、冷却器排风机、分选器风机、主吸尘风机造纸：打浆机制药：清洗泵总之，在电力、矿山、冶金、化工、交通等各个领域中采用大功率风机、水泵类机械中，如果采用罗宾康系列变频调速系统进行调速控制，取代传统的机械控制方法都可以取得相当显著的节能效果。