【正文】 DHC東方日立DHVECTOL－DI/HI/HT/HS系列變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司目 錄第一章：變頻技術(shù)的發(fā)展起因以及東方日立變頻設(shè)備 31. 變頻技術(shù)的發(fā)展起因 32. 變頻技術(shù)的作用 33. 變頻技術(shù)的發(fā)展過(guò)程如下 34. 變頻調(diào)速裝置的功能 65. 東方日立公司變頻調(diào)速裝置 96. 高壓變頻器適應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 137. 東方日立變頻器型號(hào)定義 148. 東方日立變頻器基本技術(shù)參數(shù)和配置 16 全國(guó)產(chǎn)化方式生產(chǎn)的高壓變頻器 16 東方日立CKD引進(jìn)型大功率系列變頻器 239. 制作工藝以及檢驗(yàn)試驗(yàn) 29第二章：變頻器原理 321. 基本電子電路原理 322． IGBT的基本特性 333． IGBT的主要參數(shù)和特點(diǎn) 344. 東方日立公司DHVECTOL型變頻技術(shù) 385. 變頻調(diào)速節(jié)能原理 526. 完整的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 57第三章：運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用及安裝 591. 運(yùn)輸 592. 儲(chǔ)存 593. 變頻器工作要求、安裝及注意事項(xiàng) 594. 變頻器的接口以及作用 665. 變頻器功能設(shè)定 686. 變頻器自診斷 75第四章：變頻器面板以及操作 811. 控制面板外觀 812. 按鍵說(shuō)明： 813. 系統(tǒng)工作狀態(tài)說(shuō)明 824. 控制方式說(shuō)明 82附錄1：常見(jiàn)問(wèn)題的處理 105附錄2：東方日立公司變頻器生產(chǎn)檢驗(yàn)流程圖 108第一章：變頻技術(shù)的發(fā)展起因以及東方日立變頻設(shè)備1. 變頻技術(shù)的發(fā)展起因工業(yè)革命以來(lái)，人們都在孜孜不倦地研究電的使用和任意變換，研究如何更好地完成交流電機(jī)的調(diào)速、傳動(dòng)以及過(guò)程的自動(dòng)控制，隨著工業(yè)革命步伐的持續(xù)加快，人們更想利用電子技術(shù)將固定頻率的交流電變換為任意頻率的交流電，從而可以滿足機(jī)器設(shè)備的不同需要。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，由于電力電子器件的發(fā)展跟不上人們的需要，使得固定頻率的交流電的使用受到一定限制。近些年來(lái)，電力電子技術(shù)上獲得了非常大的進(jìn)步，每過(guò)一段時(shí)間，就有新的技術(shù)和新的器件出現(xiàn)。正是因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)的飛速發(fā)展，使得變頻技術(shù)得到前所未有的進(jìn)步和發(fā)展。最近幾十年，電力電子器件已經(jīng)從可控硅器件SCR發(fā)展到大功率晶體管器件GTR 、門(mén)極關(guān)斷晶閘管GTO、MOS功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET，再到IGBT以及IGCT、MCT、IPM等，每一次元器件的進(jìn)步都會(huì)帶動(dòng)變頻器技術(shù)的飛速發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻技術(shù)也經(jīng)歷了從最初只能采用可控硅（SCR）器件生產(chǎn)的低性能的普通變頻器到現(xiàn)在采用先進(jìn)的IGBT器件眼中生產(chǎn)出高性能高壓大功率變頻器的過(guò)程。經(jīng)過(guò)不斷進(jìn)步，現(xiàn)代高壓大功率變頻器已經(jīng)成為工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)中的非常重要的調(diào)速設(shè)備，擔(dān)負(fù)著越來(lái)越重要的作用。2. 變頻技術(shù)的作用變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)傳動(dòng)和變換技術(shù)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，采用這項(xiàng)技術(shù)可以得到很多的好處，因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 作為工業(yè)調(diào)速設(shè)備，可以拖動(dòng)普通異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)以及繞線式電動(dòng)機(jī)。這種調(diào)速傳動(dòng)方式已經(jīng)能夠取代直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式。作為調(diào)速裝置，自然也可以成為大功率電機(jī)的軟啟動(dòng)設(shè)備。 變頻技術(shù)作為一種電力變換技術(shù)，可以將工頻交流電變換為我們需要頻率的交流電源。 可以取代SVC技術(shù)，生產(chǎn)出動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備GVC。3. 變頻技術(shù)的發(fā)展過(guò)程如下 從控制方式上分為模擬式和數(shù)字式兩大類 模擬式控制方式－主要是從控制方式上采用的模擬器件和模擬電路，從波形產(chǎn)生和PID閉環(huán)控制上都是采用模擬方式進(jìn)行控制的。早期產(chǎn)品大多采用模擬控制技術(shù)，現(xiàn)在基本上已經(jīng)淘汰了這種控制技術(shù)。 數(shù)字式控制方式－應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)芯片全面完成復(fù)雜波形的發(fā)生，并且根據(jù)PID數(shù)學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)時(shí)地用計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速計(jì)算，按照最佳控制模型實(shí)時(shí)地產(chǎn)生調(diào)頻調(diào)壓的正弦波，使系統(tǒng)完全按照一種最佳控制狀態(tài)運(yùn)行。 從功率器件上分大致有5種不同類型的變頻器 采用晶閘管SCR(又叫Thyristor)作為變換器件的變頻器。 采用雙極型晶體管GTR作為功率變換器件的變頻器。 采用GTO作為功率變換器件的變頻器。 采用功率場(chǎng)效應(yīng)管Power MOSFET作為變換器件的變頻器（通用變頻器采用，高壓大功率變頻器罕用）。 采用絕緣柵型雙極型晶體管IGBT作為功率變換器件的變頻器，目前最常用的功率變換器件；采用智能功率模塊IPM作為功率變換器件的變頻器，這種器件只見(jiàn)有用于通用變頻器上的報(bào)道；采用集成門(mén)極驅(qū)動(dòng)可控硅IGCT作為功率變換器件的變頻器。 高壓大功率變頻技術(shù)的主要流派目前，國(guó)際上一些大的電氣產(chǎn)品生產(chǎn)公司在中高壓變頻器產(chǎn)品的技術(shù)原理上主要有三大流派：a. 電壓源型變頻調(diào)速方式；b. 電流源型變頻調(diào)速方式；c. 內(nèi)反饋型調(diào)速方式 電壓源型變頻調(diào)速方式：a. 移相整流串連疊加輸出技術(shù)：使用這種技術(shù)的代表性企業(yè)為美國(guó)的ROBICON公司、日本的HITACHI公司、TOSHIBA公司等。b. 其中間直流環(huán)節(jié)采用大容量電熱器作為濾波和儲(chǔ)能元件。c. 國(guó)內(nèi)企業(yè)一般都采用電壓源型串連疊加高壓變頻技術(shù)方案。 電流源型變頻調(diào)速方式：采用這種方式的代表性公司為美國(guó)的AB公司（羅克維爾公司），這種變頻器的主要特點(diǎn)是在主回路的中間環(huán)節(jié)上使用了直流電抗器，用直流電抗器完成儲(chǔ)能和濾波作用。 內(nèi)反饋型調(diào)速方式采用專用的繞線電機(jī)，將電機(jī)轉(zhuǎn)子在調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差能量回饋給定子上的內(nèi)反饋繞組或者直接用變壓器回饋給電網(wǎng)，從而達(dá)到調(diào)速的目的，同時(shí)也提高調(diào)速系統(tǒng)的效率。采用這種技術(shù)的國(guó)內(nèi)公司有東方日立、哈爾濱九州電源等公司。 電路拓?fù)鋱D：a. 移相整流串連疊加電壓源型變頻器電路拓?fù)湟?jiàn)圖31. 圖31 移相整流串連疊加電壓源型變頻器電路拓?fù)?圖中以6kV高壓變頻為例)：b. 三電平輸出方案：使用這種技術(shù)的代表性公司為：德國(guó)的SIEMENS公司、瑞士的ABB公司等，常見(jiàn)的原理示意見(jiàn)圖32。 三電平變頻技術(shù)方案電壓合成級(jí)數(shù)為三級(jí)，因此輸入/輸出需加濾波器才能保證其電能質(zhì)量。但這種方式的元器件數(shù)量較少，電路拓?fù)漭^為簡(jiǎn)單。圖32 三電平方式IGBT高壓變頻器c. 功率元件直接串連輸出方案：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)還出現(xiàn)一種非主流派別的變頻電路，即直接采用器件直接串連的兩電平高壓變頻器，其電路拓?fù)鋱D見(jiàn)圖3：從電路上分析，此種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相當(dāng)于普通通用變頻器，屬于2電平變頻方式，功率變換部分采用多只IGBT管直接串連（圖中為了簡(jiǎn)捷只畫(huà)了兩只IGBT串連），因此必須采用復(fù)雜的均壓保護(hù)電路，否則只要有一只器件工作不正常，系統(tǒng)都將停止工作。此外這種技術(shù)方案的輸出波形諧波成分較大，光是5次諧波將達(dá)到20％，其總諧波含量THD將達(dá)到約30％左右，因此必須采用復(fù)雜的輸出濾波器，如果沒(méi)有良好的輸出濾波器，其輸出電壓無(wú)法直接加于負(fù)載之上。圖33 直接高壓方式IGBT變頻器4. 變頻調(diào)速裝置的功能 變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用范圍高壓大功率變頻器是一種應(yīng)用范圍廣泛、節(jié)能效果最好的新型電源變換裝置。DHVECTOL系列變頻器是一種在代表了世界先進(jìn)水平的高科技技術(shù)裝備，其適用的領(lǐng)域及應(yīng)用范圍如下：表41火力發(fā)電給水泵 吸塵風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī) 灰漿泵 送風(fēng)機(jī) 壓縮機(jī) 凝結(jié)泵 循環(huán)水泵石油及化工工業(yè) 主管道泵 注水泵 混合器 氣體壓縮機(jī) 引風(fēng)機(jī) 擠壓器 鹵水泵 潛油泵 鍋爐給水泵 采礦和冶金 泥漿泵 高壓送風(fēng)機(jī) 通風(fēng)風(fēng)機(jī) 吸塵風(fēng)機(jī) 除垢泵 離心進(jìn)料泵 高爐風(fēng)機(jī) 壓縮機(jī) 冷卻水泵水泥制造 窯爐引風(fēng)機(jī) 預(yù)熱塔風(fēng)機(jī) 冷卻器排風(fēng)機(jī) 壓力送風(fēng)機(jī) 生料研磨引風(fēng)機(jī) 分選器風(fēng)機(jī) 冷卻器吸塵風(fēng)機(jī) 窯爐供氣風(fēng)機(jī) 主吸塵風(fēng)機(jī)供水和污水處理污水泵 凈化泵 清水泵 生物粗處理塔泵其他傳動(dòng)機(jī)械 風(fēng)力渦輪機(jī) 風(fēng)洞 變頻器的作用變頻器在現(xiàn)代工業(yè)上普遍用于各類異步電機(jī)以及同步電機(jī)，成為非常理想的拖動(dòng)電源，根據(jù)負(fù)載在系統(tǒng)中的作用，可以選擇普通型變頻器（V/f型）、大啟動(dòng)力矩型（BM型）、矢量控制型（VECTOL型）以及精密控制型（exact VECTOL）等不同種類的變頻器，以滿足不同負(fù)載的用途。（V/f型）的作用 拖動(dòng)工業(yè)環(huán)節(jié)中最常見(jiàn)的各類風(fēng)機(jī)，各種水泵等設(shè)備。 大啟動(dòng)力矩型（BM型） 適合于需要很大啟動(dòng)力矩的應(yīng)用場(chǎng)合，如：固態(tài)材料攪拌器、提升設(shè)備等。 矢量控制型（VECTOL型） 適合范圍較廣，主要用于需要?jiǎng)討B(tài)性能較好的場(chǎng)合，如：提升設(shè)備、電動(dòng)軌道車、電動(dòng)汽車、艦艇船舶等傳動(dòng)設(shè)備，要求快速啟動(dòng)以及停止性能良好的各種工業(yè)環(huán)境。 精密控制型（exact VECTOL） 適合于軋鋼設(shè)備的傳動(dòng)、精密化工、物料的傳動(dòng)設(shè)備。 各種調(diào)速方案對(duì)比 各種交流電機(jī)調(diào)速方式比較 調(diào)速方案轉(zhuǎn)子串電阻定子調(diào)速電磁調(diào)速液力偶合器變極調(diào)速串級(jí)調(diào)速變頻調(diào)速調(diào)速方式改變轉(zhuǎn)子附加電阻改變輸入電壓n∝f(ld)改變礪磁電流n∝f(0il)改變供油量n = (1—s)變極對(duì)數(shù)Pn =1kconβ（K=1—S）改變逆變角n = (1—s)改變電網(wǎng)頻率和電壓 機(jī)械特性 nn0M 0 n n0M 0 n Id 增大n0 M0 n 0il 增大n0M0n1n2M0 n β減小 M 0 n 增大 M 0調(diào)速范圍%100～50100～8097～2097～30100，50，0100～40100～0節(jié)能效果一般,η=1S一般,η=1S一般,η=1S一般,η=1S優(yōu),η優(yōu)一般優(yōu),η優(yōu)功率因數(shù)優(yōu)良好良好良好良好差優(yōu)快速性差快快差快快快故障處理停車處理可投工頻停車處理停車處理停車處理停車處理不停車，投工頻使用范圍新老企業(yè)新老企業(yè)新建企業(yè)新建企業(yè)新建企業(yè)新企業(yè)新老企業(yè)外圍要求繞線電阻無(wú)電磁離合器水冷油系統(tǒng)無(wú)繞線型電機(jī)無(wú)初投資較省省省一般最省較貴較貴維護(hù)保養(yǎng)易易較易不易最易較難易可靠性可靠可靠一般一般可靠較差最可靠對(duì)電網(wǎng)干擾無(wú)大無(wú)無(wú)無(wú)較大稍有或無(wú)性能好不好一般有共振問(wèn)題好較好最好5. 東方日立公司變頻調(diào)速裝置 東方日立公司介紹東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司（DHC）是由原成都東方凱奇電氣有限責(zé)任公司（DFCA）增資擴(kuò)股于2004年12月1日正式更名成立的一家在國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、整體實(shí)力領(lǐng)先的中外合資公司。東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司是由原成都東方凱奇電器有限責(zé)任公司采用增資擴(kuò)股方式，引進(jìn)日本株式會(huì)社 日立制作所（HITACHI）及日立（中國(guó)）有限公司延續(xù)而來(lái)的中日合資企業(yè)，主要生產(chǎn)高壓DHVECTOL型（3kV/6kV/10kV系列）大功率變頻器，合資公司注冊(cè)資金5098萬(wàn)元。東方日立公司DHC的成立是中國(guó)高壓變頻行業(yè)的新起點(diǎn)，將真正地把中國(guó)高壓變頻行業(yè)引向了世界的頂尖領(lǐng)域。原DFCA已經(jīng)具備先進(jìn)的生產(chǎn)、檢測(cè)、試驗(yàn)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面的能力，并且具有完善的質(zhì)量保證體系，并取得了ISO9001體系認(rèn)證。幾年來(lái)，以其先進(jìn)的技術(shù)、穩(wěn)定的可靠性為電力、冶金、石油、化工、建材及城市供水等行業(yè)提供了百余臺(tái)套高壓大功率變頻器產(chǎn)品。合資公司成立后，一方面可繼續(xù)依托中國(guó)東方電氣集團(tuán)強(qiáng)大的電氣產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)力核信譽(yù)，為用戶提供可靠的產(chǎn)品和服務(wù)；另一方面，還可以進(jìn)一步依托日立公司的高科技和高可靠性并存的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化和節(jié)能事業(yè)提供更為可靠的方案和保障。 東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司將為用戶提供兩大品牌、四大系列的優(yōu)質(zhì)高壓大功率變頻器產(chǎn)品?！癉HC”品牌DHVECTOLDI系列DHVECTOLDI系列是在原東方凱奇公司DFCVERTMV產(chǎn)品系列的基礎(chǔ)上，由日、中雙方技術(shù)專家進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和工藝優(yōu)化而成?？蓮V泛適用于2500kW以下的各類三相交流感應(yīng)電機(jī)，具有技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定的特性和與之相適應(yīng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。(1)該系列產(chǎn)品是在東方凱奇公司原有基礎(chǔ)上經(jīng)由日立公司技術(shù)專家指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和