PowerFlex7000中压变频器介绍

产品特点之六 中文界面，专利结构
—使用方便！
友好的用户界面 ⎯ 直观,信息量大,操作方便
• PV550操作员终端,屏幕显示 • 16 行, 每行40 字符的LCD显示 • 向导程序
– 提示用户设置，操作和故障诊断 – 对话式系统启动程序
• 棒形 LCD 显示
– 速度 – 负荷 – 电压 – 电流
• 在整个调速和负载范围直接输出 近似正弦的电压和电流波形 – 无 dv/dt 和 di/dt 问题 – 近似正弦波形，不会产生电机发热和 绝缘损伤
• 彻底消除共模电压对电机绝缘的影响
CSI PowerFlex7000
VSI低压变频器 串联叠加
Motor Voltage
Motor Current
• 可与普通电机配合 – 感应电机或同步电机 – 不降容 – 不需变频电机 – 新或改造项目之应用
固有四象限运行和能量回馈功能
特别适合大惯量负载（如风机）的调速
技术特点之五 灵活的隔离变压器配置 —满足不同客户需要！
灵活的隔离变压器配置
10kV/6kV 国产断路器或接触器开关
国产18 脉冲 隔离变压器
6kV PowerFlex 7000 中压变频器
VFD M
6kV电机
Outdoor Transformer Reduces Control Room Size & Cost
H-Bridge 1-3
H-Bridge 2-3
H-Bridge 3-3
H-Bridge 1-3
H-Bridge 2-3
H-Bridge 3-3
M
熔丝
电解电容
630V功 率 单 元 结 构
单元控制板
光纤连接
中央控制系统
“低压功率单元旁路”能否取代“带工频旁路”??
A
A6 A5 A4
A3
A2 VAC
4160V
10000 9000
1557L 7000L
6600V
中压变频器的主要作用
• 降低生产成本
– 风机、水泵、压缩机的节能 – 机械设备维护费用的降低 – 机械设备寿命的增长
• 提高过程控制水平
– 增加生产能力 – 提高系统灵活性 – 满足环境要求
• 电机的软起软停控制
– 消除电压跌落 – 减轻冲击电流 – 延长设备使用寿命 – 相对降压起动的较高起动力矩
SGCT：综合性能指标极好的中压变频功率开关器件
技术特点之二 输入波形好
—不污染电网！
输入波形好 ⎯ 不污染电网
Date/Time run: 31/03/98 15:28:09 400V
t
Temperature: 27.0
0V
18脉冲 -400V v(ia) 10KV
Line current THD < 5%
（对电机无任何附加绝缘要求
3.3KV
省去输入和输出变压器
SGCT PWM整流器 共模电压保护（CMVP）
4.16KV 6KV
3.3KV (12只SGCT)
4.16KV (12只SGCT)
6KV (18只SGCT)
3.3KV (12只SGCT)
4.16KV (12只SGCT)
6KV (18只SGCT)
0V
-10KV
200ms
210ms
v(bg1)+v(bg2)+v(bg3)
Line voltage THD < 3%
220ms
230ms
Time
240ms
250ms
输入功率因数随速度下降而下降
(对风机/水泵类负载而言，理论分析和实际应用表明， 系统负荷能力和节能效果将不受任何影响， 无需考虑功率因数补偿问题)
VBA
A1 C1
120 o TYP.
C2
N
C3
B1
C4
B2
C5 C6
100% 电压输出
B3 B4
C
B5
VCB
B6
B
IGCT三电平
与“VSI 三电平方案”比较 6KV功率结构：12/24脉冲整流
12脉冲 隔离
变压器
12脉冲 二极管 整流器
直流滤波 环节
2.3KV IGCT逆变器
变压器 升压 滤波
6KV / 2*1.15KV
冶金：
鞍钢，包钢，首钢，宝钢，梅钢，武钢，攀钢，德胜钢厂，舞阳刚厂，马鞍山钢厂，柳钢
• 石化：
大庆油田，玉门油田，胜利油田，大港油田，荆门石化，扬子石化，卢天化，南海油田，烟台 万华, 格尔木盐湖，大庆电泵厂, 渤海油田
• 水泥：
拉法基水泥厂，双马水泥厂，浙江水泥厂，重龙水泥，珠江水泥，烟台东源水泥
4.16KV
(12只SGCT)
6KV
6KV
(18只SGCT)
新一代的中压变频器 双PWM技术方案
（6kV以下）
1557HiLitesv2 0699
PowerFlex 7000 3.3/4.16/6KV功率结构：双PWM技术方案
SGCT PWM整流器
SGCT PWM逆变器
3.3/4.16/6KV电网 适应 新/旧电机
10年以上中压变频器开发生产及应用经验 全球超过2500台(中国超过150台)CSI-PWM变频器销售业绩
本地化售前售后技术服务 位于中国的备品备件库
国内主要用户
• 电力：
双鸭山电厂，牡丹江电厂，富拉尔基电厂，盘山电厂，陡河电厂，唐山电厂，黄岛电厂，威海 电厂，十里泉电厂，沙岭子电厂，鹤壁电厂，黄石电厂，台州电厂，托可托电厂
6KV
输入
6KV
输入
6KV
6KV 输出 输出
电机
6KV /3*2.1kV
可靠性设计: 功率变换结构最简单, 故障点最少，无熔丝设计， 采用综合性能指标极好的SGCT, 电压和电流设计裕量高达3倍！
与“VSI低压功率单元串联叠加方案”比较 6KV功率结构：36脉冲整流
54根动力电缆
6KV / 18*630V
罗克韦尔自动化 PowerFlex7000中压变频器
何建军 中压产品经理 罗克韦尔自动化
大中国区
AB电气传动业务
电气传动业务总部(USA)
中压产品部(Canada)
PowerFlex4 PowerFlex70 PowerFlex700 PowerFlex700S PowerFlex7000
AB 中压产品部
产品特点之七 先进的控制技术 — 适应任何负载类型！
先进的控制技术
firing angle firing angle
Sync. angle Slip Freq. Optional Tach. Feedback
• 简单，可靠的功率结构
– 轻松扩大电压和功率范围 – 固有的再生能力 – 无熔断器功率结构 – 强壮的DC电抗器有效限制
• 自整定 • 多种调试模式 • 趋势跟踪
中/英文界面 任意切换！
专利功率结构 ⎯ 维护方便
• 模块化整流/逆变单元
– 降低了制造时间/成本
• 容纳整体整流/逆变桥臂
– 统一的整流/逆变设计 – 紧凑的结构
• 高效率散热器
– 增强热传递效果 – 降低热损伤
• 快速的故障功率器件更换
– 无需专用设备 – 拧松紧固螺母即刻抽出SGCT和门
Process Feedback
Process Feedback
120
100
% 80 Input 60 Power
40
20 0
20 40 60 80 100 120 140 160
% Flow新一代的中压变频Fra bibliotek 18脉冲技术方案
1557HiLitesv2 0699
PowerFlex 7000 3.3/4.16/6KV功率结构：18脉冲技术方案
电机转速 与流量、压力、耗能的关系
流量 压力 耗能
Q1 = N1 Q2 N2
电机转速
H1 H2
=
N1 2 N2
P1 = N1 3
P2
N2
100%
50%
0% 0%
50% %RPM
100%
Centrifugal Pump/Fan Chart
Flow Head Input Power
风机 / 水泵 控制方法
IGBT三电平
12脉冲 隔离变压器
12脉冲二极管 整流器
直流滤波 环节
6KV / 2*1.15KV
2.3KV IGBT逆变器
变压器 升压
滤波器
核心功率器件比较
MV SGCT
导通损耗 开关损耗 开关频率 耐压 电压阻断能力 门驱动器 故障率 故障模式
低 低 高 6500V 双向 集成 低 无爆裂 无电弧
H-Bridge
3
1-1
3
3
H-Bridge
3
2-1
3
3
H-Bridge
3
3-1
3
3
H-Bridge
3
1-1
3
3
H-Bridge
3
2-1
3
3
H-Bridge
3
3-1
3
3
H-Bridge 1-2
H-Bridge 2-2
H-Bridge 3-2
H-Bridge 1-2
H-Bridge 2-2
H-Bridge 3-2
3.3KV 4.16KV 6KV
技术特点之一 真正意义上的高-高方案
—可靠性高
PowerFlex 7000 6KV功率结构：CSI-PWM技术方案
6KV 18脉冲整流器 PWM6k整V流(器18只SCR)
(18只SGCT）
6KV PWM逆变器 (18P只WSM6Gk逆CV变T)器
(18只SGCT）
驱动器
更换时间小于5分钟 – 更换模块而不是整个机架，
降低备件成本
Epoxy Housing
Thermally Compensated Clamp Assembly
SGCT with Integrated Gate Drive Circuit Board
High Efficiency Heatsink Extrusion
风冷/水冷中压变频器 ⎯ 品种齐全
VFD Power Rating
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
2400 3300
Line Voltage
4160
6600
HP kWatts
Horsepower
12000 10000 8000 6000 4000 2000
0
8000 5250
故障率（次 / 10亿小时）100
冷却方式
双面
热损
低
MV IGBT
高 中 高 3300V 单向 紧凑 高 爆裂 电弧
>500 单面 高
MV IGCT LV IGBT
低 低 高 6500V 单向 集成 低 无爆裂 无电弧
100 双面
低
中 低 高 1700V 单向 紧凑 高 爆裂 电弧
500 单面
高
6500V SGCT & Gate Drive
双PWM
Line voltage THD < 2 %
Line current THD < 4%
在整个调速范围内，输入功率因数 >0.98
120
100
% 80 输入 60 功率 40
20
0
20 40 60 80 100 120 140 160
% 电机速度
技术特点之三 输出波形好 —善待电机！
输出波形好 ⎯ 善待电机
• 水厂：
太仓水厂，扬子水厂，常熟水厂，张家港水厂，香港DSD污水厂，扬州水厂
• 矿山：（MV SMC)
铜陵铜矿，金川，淮南, 开滦, 枣庄
功能强大，控制灵活
1557HiLitesv2 0699
新一代的中压变频器
中压变频器测试中心
• 全球最大的变频器测试中心 • 9个测试车间 • 中压电动及总容量达
120 100
% 80 Pressure 60
40 20
0
120 100
80
% Pressure 60
40 20
0
20 40 60 80 100 120 140 160
% Flow
20 40 60 80 100 120 140 160
% Flow
阀门变/挡频板控控制制
PuPmupmp
Valve
To Process To Process
Cambridge, Canada
中中压压起起动动柜柜
中中压压软软起起动动器器
中中压压变变频频器器
中中压压电电机机
AAcccceessssoorryy EEqquuiippmmeenntt
Switchgear Transformers Control Houses
400,000平方英尺厂房，800名员工，50名技术专家 全系列中压产品
6500V SGCT
6KV
6KV 6KV
3.3/4.16KV时去掉
CSI-PWM (SHE)
电机
3.3/6/10KV 4.16/10KV 6/10KV
3.3KV (18只SCR)
4.16KV (18只SCR)
6KV (18只SCR)
3.3/4.16KV时去掉
3.3KV
3.3KV
(12只SGCT)
4.16KV
16,650hp • 隔离变压器总容量达
15,260kVA
测试能力
• 可模拟测试恒转矩, 变转矩, 周期性转矩各种 变频器
• 可测试6脉冲, 18脉冲 和双PWM中压变频器 • 满载测试功率100hp to 7000hp • 用户可在出厂前模拟满负荷及过载运行 • 减少现场启动时间及风险
风冷
水冷
故障电流 – SGCT 逆变开关 – SCR 或 SGCT 整流开关
• 无限制的电机电缆长度 – 电缆可长达15公里 – 无电容耦合或 dv/dt 问题
• 安静平稳的电机运行 – 高质量的电流/电压波形 – 低力矩脉动 – 与 IGBT变频相比可降低开关频率
输出不加 正弦波滤波器
VSI三电平
输出加 正弦波滤波器
技术特点之四 固有四象限运行和能量回馈功能
—快速响应负荷变化！