智光变频产品技术简介(变频培训讲义)

ZINVERT型智能高压变频调速系统产品介绍

广州智光电气股份有限公司

2008年8月

目录

1ZINVERT型智能高压变频调速系统的技术特点介绍 (3)

2ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品原理简介 (7)

3ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品功能介绍 (10)

4产品主要技术性能指标 (15)

5ZINVERT系列智能高压变频调速系统设备配置情况 (18)

6主要元器件生产商 (23)

7设备冷却方式说明 (24)

8常见的高压变频器主电路结构及特点 (24)

1 ZINVERT型智能高压变频调速系统的技术特点介绍

我公司研发生产的ZINVERT型智能高压变频调速系统为直接高压输出电压源型变频器，它通过采用多级H桥功率单元箱级联的方式实现了高压的完美波形输出，无需升压即可直接拖动普通异步电动机，无需加装任何滤波器，谐波指标严格符合IEC及国标对电网谐波最为严酷的要求。相比而言，我司产品具有如下优势：

➢功率因数高、谐波污染小、体积小、效率高

电压源型直接高－高变频器，相对于电流源型高压变频器，具有功率因数高，无需滤波器等优点。

➢抗电压波动能力更强，掉电自动恢复功能

ZINVERT变频调速系统对电网电压适应范围宽，网侧电压即使在65％～115％Ue范围内波动时装置不会停机，在－15%～＋15%范围内波动时在我方控制技术的支持下仍可带额定负载持续运行。电网电压低于65％额定电压后，装置终止高压输出，但电压恢复正常后可自动无冲击启动电机（可设定）至正常运行状态，不会影响连续生产。

➢专有核心“STT”技术，旋转负载直接启动

在智光公司在2004年攻克该技术之前的市场上的高压变频器均要求用户在启动高压变频器前需保证负载转速为0（静止或接近静止）。在智光在2004年推出时市场上的所有高压变频器产品均无此功能（当然由于此功能一面世就使用户认识到此功能对提高高压变频器可靠性的巨大意义，招标时开始将此列为必须的技术条件。ZINVERT系列高压变频调速系统的该项技术在2004年经过国家权威机构的现场检验（见型式检验报告），成为国内市场首家具有该功能的产品，该技术的攻克大大推进了国产高压变频调速技术的成熟。作为ZINVERT系列高压变频调速系统保证产品应用可靠性的重要基础技术，作为该产品的标配功能，从市场上的第一台ZINVERT系列高压变频器即具有转速追踪功能，是ZINVERT系列高压变频调速系统在出厂与现场调试的必检项目。

ZINVERT系列高压变频调速系统，可保证短时间可恢复性的外部故障或干扰性故障恢复后，系统在0.1~1秒时间内恢复输出，实现完全无冲击启动，自动追踪旋转电动机转速，平稳升速恢复设定转速，保证负载的持续运行。采用ZINVERT系列高压变频器，在人工启动时无需顾虑负载的转速，直接无冲击启动，对电机、负载无电气与机械损坏。该技术为基础的自

动工频/变频自动切换功能（配置自动旁路柜）在电厂的给水泵、送风机、引风机系统上及水厂、钢厂的泵、风机上得到工频/变频的互切试验与运行检验，使用户负载及工艺系统的持续稳定运行得到可靠的技术保证。其他厂家的技术要么尚未经国家检验、要么未得到实际工程的试验及运行考验，从部分厂家的重启记录电流波形上仍可见有一定的冲击电流,这是在一定频率、负载惯性、负载大小、转速下某情况下可能由于输出电压的频率、幅值、相位的误差造成冲击电流超过变频器的保护电流而造成旋转启动的失败。

➢主回路专利技术与三重保护功能的高压输出突发短路“SCP”防护技术――专利

高压电动机在长时间的运行过程中，电缆头或是电机内部两相短路的情况时有发生，由于IGBT管安全工作区的限制，几毫秒内只允许几倍于额定电流的电流流过，因此巨大的相间短路电流极有可能瞬间损坏输出主回路IGBT逆变管。我公司Zinvert变频器充分考虑了电机或是连接电机的电缆可能发生相间短路的情况而设置了主回路、硬件检测、软件保护三重短路保护功能，可有效保护电机及高压变频调速系统的安全，在此技术的支持下可以确保每一台ZINVERT产品都能经过输出两相突发短路试验，进一步提高了运行可靠性。

我公司Zinver智能高压变频调速系统为国内首家通过国家权威检测机构输出两相短路监督试验。

➢系统无高压单元监视与调试控制技术

ZINVERT系列高压变频器采用本公司申请的国家专利技术，在无10kV、6kV高压电输入情况下，保证功率单元控制系统运行，可实现包括功率单元在内控制系统的完全状态监视，可实现无高压条件下完成控制系统调试，方便调试、运行、维护。因此智光的ZINVERT高压变频调速产品在安装调试中创造了从产品现场卸货到设备投运不到20小时，用户负载高压停电不到2小时（仅用于改接高压电缆）的安装调试投运的最快记录。

国内其他公司单元级联的高压变频器产品不具备此功能，在设备到现场调试时只能上了高压才能进行包括IGBT触发控制的调试、单元状态检测，在变频器故障跳开高压后很快失去单元控制电源，不能观测单元内各监测点的状态，影响故障与系统状况的分析判断，导致设备到现场后安装调试投运需要较长时间，在运行中维护不便。

➢单元直流电压检测与输出电压优化控制技术

智光公司高压变频器采用国家专利技术，在控制器实现对各单元直流电压的检测，并实时显示，从而实时检测系统直流电压，实现输出电压的优化控制，降低输出电压的谐波含量，保证输出电压的精度，提升系统控制性能，并保证运行维护人员实现对功率单元运行状况的

全面掌握。

国内其他公司单元级联的高压变频器产品的控制器不能采集单元直流电压，影响了其控制输出电压质量、控制精度与控制性能。

➢单元直流电容老化检测技术

ZINVERT系列高压变频器采用国家专利技术，在控制器可实现对各单元直流滤波电容寿命的检测。在每年年检中对单元电解电容器进行检测，根据每年检测数据与出厂时电解电容器的特性的比较与趋势，可得出对电解电容器寿命的预测，提前预知电解电容器是否可继续运行，避免由于电容器运行出现非预期的系统故障，并实现运行维护人员对功率单元设备状况的及时掌握。

国内其他公司单元级联的高压变频器产品的控制器不具有该项功能，因此无法方便地实现对单元电容器的应用老化情况进行监测与寿命到期的提前预知，只能是在设备运行一段时间（由于设备运行的负载大小、运行环境条件由区别而各不相同）后出现不可预知的故障后打开单元进行故障判断检测或坏一个故障一次更换处理一个，对用户的安全稳定生产造成隐患。

➢单元预充电电路设计，对系统进线母线冲击与进线保护配置、单元器件冲击与寿命影响

ZINVERT系列高压变频器的功率单元的电路设计采用预充电电路设计，减小了高压电源系统上电时变压器励磁涌流与单元整流滤波电容器充电电流合并导致的冲击电流，避免一些厂家产品在进行电动机变频器改造时（如韶关电厂的一台机组引风机采用国内某著名厂家的高压变频产品，出现此问题，用户技术人员在专业杂志发表有介绍相关问题产生情况及解决方案的文章）投进线电源或工频切变频时导致的保护动作，要求用户更改进线开关原电动机保护整定值甚至加装变压器保护的情况。另外，此预充电回路还起到以下作用：减小对单元整流桥、滤波电容器的冲击，比较其他厂家功率单元无预充电回路设计，可大大延长器件使用寿命（日本某公司的资料显示相同应用条件下延长电解电容器的应用设计寿命一倍以上），保证设备可靠性。

国内其他公司单元级联的高压变频器产品的功率单元未采用预充电电路，而靠移相变压器的短路阻抗（6％～10％）限制充电电流，不可避免地在某些高压电动机变频器改造时投进线电源或工频切变频时导致的保护动作，要求用户更改进线开关原电动机保护整定值甚至加装变压器保护的情况（广东省韶关电厂的一台机组引风机采用国内其他某著名厂家的高压变频产品，出现此问题，用户技术人员在专业杂志发表有介绍相关问题产生情况及解决方案的文章）。国内有些厂家还出现系统上电时由于冲击电流导致全部单元的整流桥炸毁的情况，虽然具有一定承受充电电流能力的电解电容器未立即损坏，但对电解电容器的冲击可想而知，据国内最早于1995年应用单元级联高压变频器（罗宾康1994年推出的该拓扑结构的产品），