高壓變頻調速裝置_高壓成套電器_高壓電器_電工電氣_貨源

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風機(水泵)調速節能原理：

水泵運行時，經常需要調節流量。傳統的做法是通過改變閥門的開度來調節流量，隨著閥門開度的關小，使水泵運行的效率降低。見圖，S1是額定運行水泵的揚程一流量特性，R1是閥門最大開度時的阻力特性，M1是額定運行點，對應的揚程為H1，流量為Q1，電動機的消耗功率正比於H Q的乘積：P1=K H1 Q1 K一比例系數，若用關小閥門以減小流量到Q2，此時，管網阻力特性是R2，水泵的運行點為M3，此時揚程反而增加瞭，電動機消耗功率略有減少：P2=K H3 Q2 K一比例系數，若用降低轉速，揚程一流量特性變為S2，而管網阻力特性仍為R1，水泵運行點變為M2，此時揚程降低很多，電動機消耗功率大為減少，P3=K H2 Q2 K一比例系數，從右圖可以清楚看出，在同樣的流量Q2時，降低轉速時的揚程H2比關小閥門時的揚程H3小很多，因而電動機消耗功率大為減少。這就是水泵調速節能的簡單原理。

水泵(或風機)的轉速與軸功率關系：

(以100%轉速時電動機輸入功率P基為基準)

轉速	100%Nn	90%Nn	80%Nn	70%Nn	60%Nn
電機功率	100%P基	72%P基	51%P基	34%P基	21%P基

註：
1、上表是以風機的檔板在全打開，改變電動機轉速時不改變負載的其它狀態為條件；
2、轉數改變時，未計入風機等自身的效率。

節能分析：

水泵或風機節能多少取決於運行工況的峰值變化所決定，根據我公司多年生產的調速裝置在用戶現場實際運行測量及用戶自行測量的運行報告證實，平均最低節電率在30-50%，是一種投資少、見效快的節能調速裝置。

風機和水泵的優先調速方案：

風機、水泵電機在項目中，常用的普通高壓三相異步電動機分為兩種，一種是鼠籠式交流異步電動機，一種是繞線式交流異步電動機，這兩種電機本身不調速，是由調速裝置控制電機進行調速的，電機調速實際是控制電機機械功率，電機轉速與機械功率成正比。改變機械功率的原理有兩種，一種是電磁功率控制，另一種是損耗功率控制。電磁功率控制的是理想空載轉速，也為最高效率節能型調速。損耗功率控制的是增大轉速降，為低效率耗能型調速。調速的原理相同，但調速的方法不同，技術性能是一致的。目前最先進的電磁控制功率調速方法有高壓變頻調速，適用於各種電動機，對電機沒有要求，無論是新系統設計，還是老系統的改造，是將工頻電源變換為頻率，電壓均連續可調的電源，采用多電平技術，是將輸出隔離變壓器的多個副邊繞組，分別為各功率單元供電，通過多個IGBT功率單元串聯疊加後，而達到完美無諧波高壓輸出，實現電機無級調速運行，可靠性高、穩定性強，構造簡單，經久耐用，維護方便等。

型號說明：

高壓變頻調速系統構成：

SNG5100系列高壓變頻調速系統的構成是由電源6-10KV經系統高壓旁路櫃輸入到移相隔離變壓器，經過移相變壓器多重化隔離的副邊繞組，輸出分別為每相多個IGBT功率單元供電，通過每相多個功率單元串聯疊加後，單元輸出端串接星接法，形成高壓輸出到高壓電動機。屬高高電壓源型高壓變頻器，采用瞭先進的多電平隔離技術，又經過多個IGBT功率單元串聯疊加後輸出，純正的正弦波，實現瞭高輸入功率因素，低輸入電流諧波，保證瞭低輸出的dv/dt，屬於真正完美無諧波變頻器。該系統主控采用瞭世界先進的傳動控制技術及專用的雙數字DSP集成信號處理器和可編程邏輯PLC控制器為核心技術，具有超大的集成電路、采集數據精確、運算速度快等特點，並具有完善的監測功能及保護功能，所有單元控制采用光纖與主控通訊，保證瞭可靠的控制。

SNG5100系列6KV高壓變頻調速系統，每相有6個IGBT功率單元串聯構成，系統共18個功率單元，構成36脈沖整流方式，可以有效地消除35次諧波，每個單元額定相電壓約590V，其中每相有一個IGBT功率單元，自動冗餘備用互換，並具有迅速平衡其它功率單元輸出功率的功能。10KV高壓變頻調速系統，每相有8個IGBT功率單元串聯構成，系統共24個功率單元，構成48脈沖整流方式，可以有效地消除47次諧波，每個單元額定相電壓約750V，其中每相有一個IGBT功率單元，自動冗餘備用互換，並具有迅速平衡其它功率單元輸出功率的功能。如10KV每個功率單元承受全部電機電流，但隻提供1/8的相電壓和1/24的輸出功率(見圖2所示)。

高壓變頻調速系統功率單元構成的原理：

SNG5100系列高壓變頻調速系統由多個完全相同，又相互獨立的IGBT功率單元組成，功率單元分成三相後，進行星接法輸出高壓、功率單元為交直交結構的PWM調制電壓源型逆變器。(單元原理圖3所示)

功率單元構成的原理，由三相交流輸入，經二極管三相全橋整流後，經電容濾波器變換為直流，通過IGBT逆變橋進行SPWM調制得到單相交流輸出，將每相多個功率單元的輸出電壓疊加後，得到多重化的相電壓波形，相電壓波形為2N+1個電壓階梯，線電壓波形為4N+1個電壓階梯，如波形圖4所示。功率單元具有較寬的電壓工作范圍，在電源電壓±30%波動范圍內均可正常運行，功率單元與主控系統采用光纖通訊，解決瞭強弱電之間的電氣隔離和電磁乾擾問題。系統所有功率單元結構及電氣性能完全一致，可以直接互換，保證瞭系統的安全性與可靠性。

高壓變頻調速系統主要功能特點：

1、系統旁路功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統具有系統故障旁路，轉工頻運行功能，工頻旁路的目的是防止調速系統在調速運行中突然出現故障時，把電機自動轉為工頻運行，保證生產安全穩定的連續運行。工頻旁路分別為三種方式供用戶選擇：
第一、手動工頻旁路，由三臺高壓隔離開關和互感器組成。
第二、自動工頻旁路，由三臺高壓真空接觸器和互感器組成。
第三、自動加手動工頻旁路，由三臺高壓真空接觸器和三臺高壓隔離開關和互感器組成。

2、完美無諧波與功率因數的特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統的電網測電源通過移相整流變壓器的多重化副邊繞組隔離，采用延邊三角接法，每相輸出相位互差12個電角度，相當於36路脈沖整流，有效地消除瞭諧波，大大改善瞭電網測的電流波形，提高瞭功率因數(見功率因數特性比較圖5)，該系統屬於電壓源型變頻器與電流源型相比，在相同的負荷范圍下，能保持高功率因素運行。系統采用瞭先進的多電平輸出技術，經過多個IGBT功率單元串聯疊加構成，輸出純正的正弦波，有效降低輸出的dv/dt，保護電機及電纜的絕緣損壞，並使輸出的電纜長度更長，屬於真正的功率因數高“完美無諧波變頻調速裝置”，保證降低瞭電機的諧波損耗。減少瞭軸承和葉輪的機械應力，消除瞭機械振動，大大提高瞭電機、風機、水泵等設備的使用壽命(見波形圖6)。

3、系統主控與標準通訊接口功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統的主控采用瞭世界先進的傳動控制技術及專用的雙數字DSP集成信號處理器和可編程邏輯PLC控制器為核心技術。由於系統在設計中合理采用瞭強弱電隔離、軟硬件濾波等多種措施，提高瞭系統的可靠性及抗乾擾能力。雙數字DSP具有超大集成電路，采集數據精確，運算速度快等特點，並具有完善的監測功能及保護功能，在設計中采用瞭數字濾波、軟硬件看門狗、軟件冗餘、軟件陷阱等多種手段，提高瞭系統的抗乾擾性能。主控具備不關斷電源，不怕控制電源失電，主控采用先進光纖通訊技術，控制所有的功率單元，確保可靠的控制及有效的保護功能。該系統的PLC控制器可根據用戶的DCS系統，實現無縫接口，接受4-20mA工業通用接口及標準的RS485或RS232通訊接口，實現遠方DCS系統對該系統的開環和閉環控制，可根據用戶現場要求任意擴展。

4、系統IGBT功率單元自動旁路功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統具有功率單元自動旁路功能，如功率單元在運行中突然發生故障時，系統將自動快速旁路該單元，並迅速平衡其它功率單元的輸出功率，系統負載無需降額並不間斷繼續運行，同時系統將向遠方及就地報警顯示某單元故障情況，一切操作由系統自動完成，無需人為操作。

5、系統過電流分流及過電壓封鎖技術特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統具有獨特的過電流分流技術和過電壓封鎖技術，該技術是我公司專利。電氣設備（產品）的故障一般都是過電流或過電壓所造成的，變頻器更是如此，因風機、水泵電機（特別是新乾法水泥的高溫風機，窯系統平時存在著塌料現象，電機負載突然加重）負載突然變化，造成電機瞬間堵轉時電流突變，電機瞬間嚴重過載產生過電流導致調速系統故障。我公司專利技術是針對該現象，在調速系統的每個功率單元內都增加瞭一套電流分流電路，當電流超過設定的保護值時，該電路自動串入分流，等過電流過後，該電路自動退出分流，保證系統在任何工況下都不會過電流或過載。系統過電流保護值可根據用戶現場實際工況設定。當電網電壓波動及拖動負載波動時，必將引發過電壓，不管是何種原因引發的過電壓超過設定的保護值時，該調速系統的雙DSP主控進行自動封鎖，使系統絕對不會產生過電壓，保證瞭生產的安全性、可靠性和穩定性。

6、系統控制功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統，屬於電壓源型變頻與電流源型相比具有輸出轉矩相應速度快，可實現矢量控制，並充許一拖多臺電機並聯運行，對於風機、水泵電機、選擇VF控制模式已經滿足使用要求，對負載轉矩經常波動或低速轉矩要求較大時應選擇矢量控制模式。該系統內置完善的PID調節控制機，可根據用戶采集的數據實現閉環控制。如：風量、流量等自動調速控制。

7、系統液晶屏操作界麵功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統，采用瞭進口真彩中文液晶觸摸屏，編制瞭豐富的應用程序，在觸摸屏上能有效的對電機參數和變頻器參數等在線整定設置，如：軟起、停機、增速、減速、報警退出等，並正確的測量、顯示、輸入、輸出運行的電壓、電流、功率、頻率、通訊、強電狀態、外部故障、單元故障、系統狀態、報警等完善的歷史事件記錄、可查閱歷史運行數據、故障記錄，故障位置、設置修改打印等並實現遠方顯示操作及開環和閉環控制選擇，可方便實現壓力、流量閉環控制。

8、系統保護和自診斷功能特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統具有缺相、短路、過載、過電流、過電壓、欠流、欠壓、超溫等完善的保護功能和故障聲光報警，故障診斷及追憶功能，誤操作事件記憶及自診斷自定位功能。

9、電網自動重合閘系統保持連續運行功能：
SNG5100系列高壓變頻調速系統，具有電網電源在標準時間內自動重合閘時，該調速系統仍保持不間斷繼續運行，當斷電後電機即將停轉時再供電該系統將以最快的速度提速，電網電源如果斷電時間較長，系統將自動進入再起動狀態。

10、電網電壓大副度波動應對能力特點：
SNG5100系列高壓變頻調速系統具有電網電壓突然在額定值的70%-120%內變化時，該變頻調速系統在滿負荷范圍內可繼續運行。

SNG5100系列產品技術參數：

變頻器型號	SNG5103~250~1500	SNG5106~500~9800	SNG5110~800~12500
變頻器容量(KVA)	250~1500	500~9800	800~12500
適配電機功率(KW)	200~1250	400~7800	630~10000
額定輸出電流(A)	50~300	50~960	50~780
額定輸入電壓(V)	3000±10%	6000±10%	1000±10%
額定輸出頻率(Hz)	45~55
輸入功率因數	0.96(>20%負載)
變頻器效率	額定負載下 > 0.96
輸出頻率范圍(Hz)	5~60
輸出頻率分辯率(Hz)	0.01
過載能力	120%反時限1分鐘，150%立即保護
模擬量輸入	2路(0~10 V) (4~20 mA)
模擬量輸出	4路(0~10 V) (4~20 mA)
加減速時間(s)	0.1~3000
控制開關量輸入輸出	標準配置輸入6路，輸出6路，可按用戶要求擴展
內部接地電阻(Ω)	<0.1
運行環境溫度(℃)	0~40
貯存/運輸溫度(℃)	-40~70
冷卻方式	風冷
設備噪聲(dB)	≤85
環境濕度	<90%，無凝結
安裝海拔高度(m)	<1000,>1000協商
防護等級	IP20
外形尺寸(mm)	4800×2450×1300 200~630kW	6500×2450×1300 400~3250kW	7800×2450×1300 6300~5000kW
外形尺寸(mm)	5600×2450×1300 630~1250kW	7800×2450×1300 3250~7800kW	10600×2580×1500 5000~10000kW
重量(kg)	3000~5000 200~630kW	6000~8000 400~3250kW	8000~14000 6300~5000kW
重量(kg)	3500~6000 630~1250kW	10000~16000 3250~7800kW	15000~23000 5000~10000kW

註：設備尺寸及變頻器容量如有改動，恕不另行通知，具體以技術協議為準。

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