PowerFlex7000中压变频器介绍

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
6500Vห้องสมุดไป่ตู้SGCT
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
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)
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
• 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
• 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！
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
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
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）
• 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
Process Feedback
Process Feedback
120
100
% 80 Input 60 Power
40
20 0
20 40 60 80 100 120 140 160
% Flow
新一代的中压变频器 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
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
• 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
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
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
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
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
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
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
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
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
（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)
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
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
18.cct
Temperature: 27.0
0V
18脉冲 -400V v(ia) 10KV
Line current THD < 5%
故障电流 – SGCT 逆变开关 – SCR 或 SGCT 整流开关
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
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
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
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
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
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