【導(dǎo)讀】感謝您使用東方電子高壓變頻器！

　　

【正文】 her 保護(hù)功能 自動(dòng)限流、過(guò)流切斷、電機(jī)過(guò)載、過(guò)電壓、欠壓、瞬時(shí)停電、輸入輸出缺相、冷卻風(fēng)機(jī)故障、功率單元 故障旁路保護(hù)、變壓器故障、輸出接地、輸入變壓器二次短路 警告功能 輸入輸出過(guò)載、功率單元過(guò)熱、單元缺相、輸出單相接地、輸入輸出電壓電流不平衡、輸入輸出 PT 斷線、門(mén)開(kāi)關(guān)、變壓器過(guò)熱 、冷卻風(fēng)機(jī)故障等 顯示操作 觸摸屏、柜門(mén)按鈕、電源指示 23 冷卻方式 強(qiáng)制風(fēng)冷 防護(hù)等級(jí) IP30 注： 最大帶載能力與電機(jī)功率因數(shù)有關(guān)，表中數(shù)值按 cosΦ＝ 取值計(jì)算； 規(guī)格表中的參數(shù)如有變更不另行通知，請(qǐng)以最終訂貨時(shí)的參數(shù)為準(zhǔn) 外形尺寸 3kV 系列規(guī)格尺寸如下： 變頻器額定容量(kVA) 額定輸出電流(A) 最 大帶載能力(kW) 重量（ t） 外形尺寸 W HD(mm， 框架尺寸 ) 170 32 130 290023001200 200 39 155 250 48 200 315 61 250 29002 3001200 400 77 315 450 87 355 500 96 400 630 120 500 31002 3001400 800 154 630 900 173 710 35002 4001600 1000 192 800 1150 220 900 1250 240 1000 1600 304 1250 6kV 系列規(guī)格尺寸如下： 變頻器額定容量 （ kVA） 額定輸出電流 （ A） 最大帶載能力 （ kW） 重量 （ t） 外形尺寸 W H D (mm) 外形圖 250 25 200 3234 2100 1200 315 32 250 350 34 280 395 39 315 445 44 355 500 49 400 565 55 450 3334 2300 1600 625 61 500 700 69 560 790 77 630 890 87 710 1000 98 800 1125 110 900 1250 122 1000 3634 2300 1600 1565 154 1250 1750 173 1400 DF5000 系列高壓變頻器用戶(hù)手冊(cè) 煙臺(tái)東方電子科技發(fā)展有限公司 24 2020 195 1600 4314 2400 1600 * 2250 220 1800 2500 245 2020 2800 273 2240 4414 2500 1600 * 2875 280 2300 3125 305 2500 3500 340 2800 10kV 系列規(guī)格尺寸如下： 變頻器額定容量 （ kVA） 額定輸出電流 （ A） 最大帶載能力 （ kW） 重量 （ t） 外形尺寸 W H D (mm) 外形圖 250 15 200 3834 2100 1200 275 16 220 315 19 250 350 21 280 395 23 315 445 26 355 500 29 400 565 33 450 625 37 500 700 41 560 790 46 630 890 53 710 4234 2300 1600 1000 58 800 1125 66 900 1250 73 1000 1565 92 1250 1750 105 1400 2020 120 1600 4534 2300 1600 2250 132 1800 2500 146 2020 2875 167 2300 3125 183 2500 5557 2400 1600 * 3500 205 2800 3750 220 3000 4375 255 3500 5000 292 4000 5557 2500 1600 * 5650 328 4500 注： 以上外形尺寸不包括旁路柜 。 柜體默認(rèn)顏色為 RAL7035(小皺紋 )，底座默認(rèn)顏色為 RAL9005(小皺紋） (用戶(hù)如有特殊要求需說(shuō)明 )。 25 外形尺寸可能會(huì)與實(shí)際訂貨時(shí)有所區(qū)別，請(qǐng)以訂貨時(shí)為準(zhǔn) 。 外形尺寸 備注為 * 系列訂貨時(shí) 敬 請(qǐng) 與廠家確認(rèn)。 應(yīng)用領(lǐng)域 DF5000 系列高壓變頻器能廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。 電力 ：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、排粉機(jī)、灰漿泵、磨煤機(jī)、壓縮機(jī)等 冶金 ：引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、泥漿泵、除垢泵、壓縮機(jī)等 石化： 主管道泵、注水泵、循環(huán)水泵、電潛泵、鹵水 泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、除垢泵、壓縮機(jī)、擠出機(jī)、輸油泵等 市政供水、污水處理： 水泵、污水泵、凈化泵、清水泵等 水泥： 窯爐引風(fēng)機(jī)、壓力送風(fēng)機(jī)、冷卻器吸塵風(fēng)機(jī)、生料碾磨機(jī)、窯爐供氣風(fēng)機(jī)、冷卻器排風(fēng)機(jī)、分選器風(fēng)機(jī)、主吸塵風(fēng)機(jī)等 礦業(yè) ：球磨機(jī)、皮帶機(jī)、排水泵、排風(fēng)扇、介質(zhì)泵、渣漿泵、通風(fēng)機(jī)等 造紙： 打漿機(jī)等 制藥： 清洗泵等 其他： 風(fēng)洞試驗(yàn)等 DF5000 系列高壓變頻器用戶(hù)手冊(cè) 煙臺(tái)東方電子科技發(fā)展有限公司 26 第 三 章 工作原理及結(jié)構(gòu) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) DF5000 系列變頻器采用級(jí)聯(lián)式多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。輸入側(cè)隔離變壓器副邊采用延邊三角形移相方式， 以 提高輸入電流的諧波性能。輸出采用 PWM 移相方式，一方面降低 dv/dt，同時(shí)提高輸出諧波性能。圖 31 給出 6kV系統(tǒng)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理圖 圖 DF5000 系列 6KV高壓變頻器拓?fù)鋱D 表 31： DF5000 變頻器功率單元配置 變頻器系列 每相串聯(lián) 單元數(shù) 單元額定電壓（ V） 輸出相電壓（ V） 輸出線電壓（ V） 每相電平數(shù)量 3kV 3 690 1740 3000 7 6kV 5(6) 690(575) 3450 6000 11(13) 10kV 8(9) 720(640) 5760 10000 17(19) 移相變壓器 隔離變 壓器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)主變壓器）采用干式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)迫風(fēng)冷。變壓器原邊為 Y 型接法，直 27 接與高壓相連。 副邊繞組數(shù)量依變頻器電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)而定， 3kV系列為 9個(gè)， 6kV系列為 15(18)個(gè)， 10kV系列為 24(27)個(gè)，延邊三角形接法，繞組間的相位差由下式計(jì)算： 移相角度 =60 /每相單元數(shù)量 為每個(gè)功率單元提供三相電源輸入。 由于為功率單元提供電源的變壓器副邊繞組間有一定的相位差，從而消除了大部分由單個(gè)功率單元所引起的諧波電流，所以 DF5000 變頻器輸入電流的總諧波含量（ THD）遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 5%的要求，并且能保持接 近 1 的輸入功率因數(shù)。圖 32 為 6kV系列（每相五個(gè)單元串聯(lián)）輸入電流實(shí)錄波形，幾近完美的正弦波。 圖 輸入電流波形 線 電壓輸出波形 功率單元電路原理 功率單元原理見(jiàn)圖 33，輸入電源端 R、 S、 T 接變壓器二次線圈的三相低壓輸出，三相二極管全波整流為直流環(huán)節(jié)電容充電，電容上的電壓提供給由 IGBT 組成的單相 H 形橋式逆變電路。 圖 33 功率單元主電路原理圖 功率單元通過(guò)光纖接 收信號(hào)，采用空間矢量正弦波脈寬調(diào)制（ PWM）方式，控制 Q1～ Q4 IGBT 的導(dǎo)通和關(guān)斷，輸出單相脈寬調(diào)制波形。每個(gè)單元僅有三種可能的輸出電壓狀態(tài)，當(dāng) Q1LLK DF5000 系列高壓變頻器用戶(hù)手冊(cè) 煙臺(tái)東方電子科技發(fā)展有限公司 28 和 Q4 導(dǎo)通時(shí)， L1 和 L2 的輸出電壓狀態(tài)為 1；當(dāng) Q2 和 Q3 導(dǎo)通時(shí)， L1 和 L2 的輸出電壓狀態(tài)為 1；當(dāng) Q1 和 Q2 或者 Q3 和 Q4 導(dǎo)通時(shí)， L1 和 L2 的輸出電壓狀態(tài)為 0。 單元串聯(lián)后線電壓輸出電壓波形見(jiàn)圖 。 為了能使變頻器在功率單元故障時(shí)，還能正常運(yùn)行。功率單元可選單元旁路功能，當(dāng)某個(gè)單元發(fā)生缺相故障、過(guò)熱和 IGBT 故障而不能繼續(xù)工作時(shí) ， 功率單元的旁路方式具有兩 種旁路方式，整級(jí) 3 單元旁路和線電壓矢量平衡技術(shù)旁路。 整級(jí)旁路技術(shù)： 該單元及其另外兩相 對(duì) 應(yīng)位置上的單元將自動(dòng)旁路，此時(shí)旁路開(kāi)關(guān) K 導(dǎo)通，以保證變頻器連續(xù)工作，并發(fā)出旁路告警。單元旁路時(shí)，變頻器因運(yùn)行單元數(shù)量減少， 但控制器會(huì)自動(dòng)提高剩余單元的調(diào)制比，提高輸出 電壓 ，最大可能保證 變頻器輸出性能不變，實(shí)現(xiàn)旁路 后對(duì)工況影響最小 。 線電壓矢量平衡技術(shù)旁路 ：當(dāng)某個(gè)功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，這個(gè)功率單元會(huì)被旁路，同時(shí)采用輸出線電壓平衡技術(shù)，保證其他所有的功率單元參與運(yùn)行。 DF5000列變頻器支持最多 6 個(gè)功率單元被故障旁路，并且保 證在每種旁路情況下都可以充分利用剩余功率單元。 每個(gè)功率單元等效成一個(gè)單相的交流電源，以 6kV 系統(tǒng) 5 級(jí)串聯(lián)為例，每個(gè)功率單元等效成 690V 交流電源。 5 個(gè)單元組成一相為 3450V，線電壓為 6kV。圖 34 給出 6kV 系統(tǒng) 5 級(jí)串聯(lián)的示意圖。 690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 V690 VAB C6000 V線電壓3450 V相電壓 圖 34 功率單元級(jí)聯(lián)原理 29 PWM 移相 通過(guò)控制功率單元輸出 PWM 的相互角度，采用載波移相技術(shù)，使得輸出 PWM 波形的 dv/dt低，通過(guò)諧波相互消除效應(yīng)，可以在低載波頻率的情況下獲得優(yōu)異的輸出 諧波性能。圖 34 為 5級(jí)串聯(lián)輸出 PWM組和波形示意圖 ， 圖 36 為輸出電壓波形圖，圖 37為輸出電流波形圖 。通過(guò)圖 35 可以看出，對(duì)于 5 級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，相電壓為 11 電平。 圖 35 PWM 輸出組和波形示意圖 圖 36 輸出線電壓波形 圖 37 輸出電流波形 DF5000 系列高壓變頻器用戶(hù)手冊(cè) 煙臺(tái)東方電子科技發(fā)展有限公司 30 控制系統(tǒng)包括主控制器部分、單元控制器部分、功率單元控制部分、輔助部分。 如圖 38所示為控制系統(tǒng)原理圖。 圖 38 控制系統(tǒng)原理圖 主控制器 主控制器采用母板式插箱結(jié)構(gòu) ，基本配置包括 1 塊 CPU 插件， 2 塊 DI插件， 2 塊 DO插件，1 塊 DCAI插件， 1 塊 AO 插件，一塊電源插件， 1 塊 HMI插件。 如圖 39 所示為主控制器原理框圖。 31 M C U( c o l d f i r e5 2 7 5 )D I D OD C A IA OR S 2 3 2R S 2 3 2 + 快 速 I / ORS 485以 太 網(wǎng)H M I控 制 單 元D C S后 臺(tái) / 遠(yuǎn) 方 系 統(tǒng)電 壓頻 率電 壓頻 率控制輸出遙信輸入濾 波 器D C 2 4 VD C / D C電 源C F 卡存 儲(chǔ)系 統(tǒng) 工 作電 源圖 39 主控器原理框圖 CPU 插件： 采用工業(yè)級(jí)高速 32 位微處理器，負(fù)責(zé)變頻器的旁路柜，預(yù)充電，柜門(mén)，故障指示等控制邏輯及下面各單元模塊的通信。 COM2 : RS485 口與 DCS 通信，波特率：可設(shè)置， 3009600 COM3:RS232 口與 HMI通信，波特率： 9600 COM4:RS232 口 (+高速 I/O)與單元控制器的 DSP 插件通信，波特率： 9600 以太網(wǎng) 1：維護(hù)口 以太網(wǎng) 2：與上位機(jī)、后臺(tái)機(jī)通信。 DI插件： 開(kāi)關(guān)量輸入插件負(fù)責(zé)處理變頻器中的各種開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、 DCS控制信號(hào)采集，基本配置 2 塊插件 16x2,可以擴(kuò)充 1 塊插件 。DI的電壓等級(jí)為 24V。通過(guò)配置參數(shù)可以配置成 DI狀態(tài)采集，高速脈沖計(jì)數(shù)等功能。 DO插件： 開(kāi)關(guān)量輸出插件，常開(kāi)接點(diǎn)輸出，負(fù)責(zé)旁路柜，預(yù)充電，告警指示 ,DC