东方日立高压变频介绍..

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东方日立高压变频器常见故障分析

东方日立高压变频器常见故障分析

东方日立高压变频器常见故障分析1)变频器充电起动电路故障通用变频器一般为电压型变频器,采用交—直—交工作方式,即是输入为交流电源,交流电压三相整流桥整流后变为直流电压,然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。

当变频器刚上电时,由于直流侧的平波电容容量非常大,充电电流很大,通常采用一个起动电阻来限制充电电流,常见的变频起动两种电路,如图1所示。

充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏,变频器报警显示为直流母线电压故障,一般设计者在设计变频器的起动电路时,为了减少变频器的体积选择起动电阻,都选择小一些,电阻值在10~50Ω,功率为10~50W。

当变频器的交流输入电源频繁通时,或者旁路接触器的触点接触不良时,以及旁路晶闸管的导通阻值变大时,都会导致起动电阻烧坏。

如遇此情况,可购买同规格的电阻换之,同时必须找出引出电阻烧坏的原因。

如果故障是由输入侧电源频率开合引起的,必须消除这种现象才能将变频器投入使用;如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起,则必须更换这些器件。

2)变频器无故障显示,但不能高速运行我厂一台变频器状态正常,但调不到高速运行,经检查,变频器并无故障,参数设置正确,调速输入信号正常,上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右,正常值为580~600V,再测输入侧,发现缺了一相,故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的,为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上变频器缺一相输入时,是可以工作的,多数变频器的母线电压下限为400V,即是当直流母线电压降至400V 以下时,变频器才报告直流母线低电压故障。

当两相输入时,直流母线电压为380*1.2=452V>400V。

当变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值,新型的变频器都是采用PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,所以在低频段输入缺相仍可以正常工作,但因为输入电压低输出电压低,造成异步电机转矩低,频率上不去。

东方日立高压变频介绍

东方日立高压变频介绍

控制应用
电力电子及电 气技术应用
功率母线、IGBT驱动 操作过电压抑制等
符合电力电子要求的
(电子开关、EMC、电气、机电一体化) 设计,标准的采用
JIT* ISO管理 质保**
生产系统・制造技术 质量管理
( *Just-In-Time) ( **Quality Assurance)
核心技术 + 关键技术
中国电网的严酷现实-注定封杀许多优秀公司及其优秀 的电路拓扑产品!
面对6.6kV乃至10kV的挑战
• 修改中国的电网标准 • 单向3电平+升压环节≈低高方案(牺牲对输入谐波的要求) • 单向3电平+星角转换≈低高方案+改造电机(牺牲对输入谐波
的要求)
• 具有双向低谐波特点的级联方案,是最符合 目前中国国情的优秀拓扑结构!
面向节能的直接高压变频器电路结构
采用变频器功率单元多重化连接,简单易行地直接输出到原有电机,提供 驱动电压。 (下图是6.6kV的例子)
主回路构成
电源 6.6kV
移相变压器


IM
6.6kV

4 -9 节能特性-1
直接高压变频器节能特性
采用可变速控制降低必需动力。 如风机类那样平方负荷的场合,降低轴动力时,动力越低效果就越大。 (左下图) 右下图是发电厂用换气机的例子。 伴随夜间发电量受到抑制,节能效果显著以被公认。 本变频器共计接受订货台数是83台。(其中在中国国内设置16台)
1- 2 公司资本构成
公司注册资金5098万元人民币
其中:
中国东方电气集团
51%
株式会社 日立制作所 39%
日立(中国)有限公司
10%
10%
51%有限公司

东方日立高压变频用户使用手册【整理精品范本】

东方日立高压变频用户使用手册【整理精品范本】

东方日立(成都)电控设备有限公司高压大功率变频器HI系列用户使用说明书( Ver。

A )目录1.简述 (3)2.变频装置和外部的接口信号列表 (4)3.变频操作 (7)3。

1 互锁 (7)3.2 电机速度控制 (7)3。

3 启/停变频器的操作流程 (8)4.显示界面 (11)4.1 条形图 (11)4。

2 故障显示 (13)4。

3 互锁纪录显示 (17)4.4 DIO(输入和输出接触点显示)界面 (18)附:常见故障及处理 (19)1、简述日本日立公司生产的High V oltage Inverter产品是一种交流电机的速度调节控制装置。

变频器的控制方式采用多级PWM叠加技术,结构采用多个变频器单元串联叠加输出的方式。

日立公司的6KV(10KV)系列变频器每相5(8)级单元,变频器输出电压由所有单元输出叠加而成,波形非常接近于正弦波,谐波含量很低,极大的减小了对交流电机的谐波污染。

整套变频装置由旁通柜,变压器柜,功率单元柜和控制柜四部分组成。

在旁通柜内,装有高压断路器和隔离刀闸等,可实现变频和工频的切换,当变频器在运行中发生重故障时,变频器发出变频切换到工频的指令,也可根据需要,人为的切换到工频。

在变压器柜内,装有多重移相变压器,原边绕组采用星形接法,副边绕组采用延边三角形接法和星形接法,可有效的抵消电网中的偶次谐波,并可有效的滤除某些奇次谐波,尽量减少变频器电源的谐波污染,变压器能承受系统过电压和变频装置产生的共模电压以及谐波的影响。

在功率单元柜内装有功率单元,变频器的输出电压为每个单元输出的PWM波形叠加后的输出。

在控制柜内,装有控制各个回路启停的开关和控制各个功率单元协调工作的控制板,以及整套变频装置同外部系统的接口等。

对变频器的启停操作,通过切换开关,既可以通过就地的按钮控制,又可通过远方的DCS控制来完成。

变频装置根据DCS给出的速度调节信号自动的控制电机的转速,并且在就地和远方都可以监视变频装置的状态.图1.1 变频器一次回路图2。

DI系列变频器用户手册

DI系列变频器用户手册

前言感谢贵公司选用东方日立(成都)电控设备有限公司的无电网污染高压大功率变频器产品,成为我公司尊贵的用户!无电网污染高压大功率变频器是当代先进的电气传动技术与电力电子应用技术结晶的产物。

东方日立(成都)电控设备有限公司采用的是完全适合于中国电网以及电动机的先进高压变频原理及先进的工艺制造技术,东方日立运用这些技术生产出可靠性高、性能良好的系列化变频器产品,为各行各业的用户提供最优良的调速手段,我们致力于与我们的用户一起为我国的节能事业努力奋斗。

东方日立(成都)电控设备有限公司还将不断努力创造更好的成绩,为用户奉献更多、更好的产品,为我国的变频技术和节能事业做出更大的贡献。

DHVECTOL-DI系列无电网污染高压大功率变频器是一种集电力电子技术、微电子技术、光电通信技术、计算机技术、自动化控制技术等为一体的高新技术产品,可用于多种领域的工业环境,在各种复杂场合均能满足电动机变频调速及节能的要求。

为了使您方便、有效地使用我公司的产品,请您在操作该产品之前仔细阅读此用户手册,以使您能够在最短的时间内了解产品的基本原理、性能和使用方法,使该产品更好地为您服务,为您公司产生出最好的经济效益。

东方日立(成都)电控设备有限公司将坚持我们一贯的经营方针,为您提供优质的系列产品和周到的服务,使您在使用我公司的产品的时候感到方便、顺心。

安全注意事项概述:DHVECTOL-DI系列无电网污染高压大功率变频器是一种高压大功率设备,请严格按照本手册、相关规程或在专业技术人员指导下进行安装、调试和使用。

任何错误的操作方法都可能导致人员伤害和设备的损害。

在进行安装、调试、维护变频器之前,请仔细阅读本节内容。

变频器的维护人员必须经过专门培训,取得电气设备操作使用合格证,具有中高压设备的使用经验,同时应仔细读完本用户手册。

变频器操作人员无需具有变频器专业知识,但必须具备一定的电气设备知识,经过专业的培训,并且仔细阅读本手册,能够准确识别变频器操作界面的信息。

高压变频器功率单元讲解

高压变频器功率单元讲解
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7- 2 二合一控制板
2.二合一控制板
二合一控制板是在第三代功率单元多年应用的基础上,经过大量的改 进设计,将电源板和控制板合二为一的板件。 板件作用: a. 接收主控系统信号,给驱动板提供控制信号; b. 进行实时故障监测,向主控系统上报故障信息; c. 给单元驱动板供电。 板件接口: a. 光纤接口:与主控系统进行连接; b. 电压检测接口:与单元正负母线连接; c. 驱动板信号(Top1、Top2、/Lock、ERR)接口:与驱动板连接; d. 15V电源输出接口:与驱动板连接,为驱动板供电; e. 缺相检测接口:接功率单元整流桥输入端; f 过热检测接口:接温度检测开关; g. 充电可控硅驱动信号接口(预留):接上电可控硅门极。
2)三相全桥不控整流 三相全桥不控整流电路,根据IEC971 (1989)对半导
体变换器的指定编码属于:B6U。工作原理如图4所示:
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1.3我公司使用整流桥的常规参数 品牌: Semikron 、 Eupec; 电压等级:1400V、1800V; 整流桥型号说明: 例如:SKD62/18为Semikron公司额定电流 62A、额定 电压1800V的6只整流二极管封装的整流桥,SKKD260/14 为Semikron公司额定电流260A、额定电压1400V的2只整 流二极管封装的整流桥。
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2- 3 IGBT

高压变频器功率单元概要

高压变频器功率单元概要

2- 4
可控硅
4、可控硅
可控硅(SCR,Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流 器的简称。一种可控整流电子元件,能在外部控制信号作用 下由关断变为导通,但一旦导通,外部信号就无法使其关断, 只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。 我公司的产品上,可控硅用于充电电路和旁通回路,均 起“电子开关”作用。我公司使用的可控硅内部封装形式如 图6所示:
东方日立(成都)电控设备有限公司
用户培训资料
功率单元
吴天鹏
2012年5月
东方日立(成都)电控设备有限公司
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目录
1 概述 2 主要功率器件 3 我公司功率单元发展历程 4 功率单元主回路 5 功率单元旁通技术 6 功率单元型号定义 7 功率单元控制驱动板件
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5- 2
2、主回路IGBT旁通技术
该技术为我公司专利技术。它是利用IGBT进行旁通控制,即采 用主回路上的4只IGBT(图9)实现图7中的“电子开关”功能。
主回路IGBT旁通技 术
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目前我公司使用的IGBT品牌有:Eupec、Semikron; 使用的IGBT电压等级有:1200V、1700V; 例如:BSM100GB170DLC、FF400R12KE3。
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东方日立高压变频器客户培训正式版

东方日立高压变频器客户培训正式版
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3- 4
开环前馈型矢量控制框图
该算法主要包括五个模块: 坐标变换模块,主要完成定 子电流从三相到两相旋转坐 标系的变换。 PI调节器和同步转速的获得 模块,主要通过速度PI调节 器的控制来获得同步转速。 转子磁链矢量位置模块,可 得到转子磁链的矢量位置。 转矩电压、励磁电压计算模 块,其目的为得到两相旋转 坐标系下的控制电压。 电压变换模块,输出控制电 机运行的三相电压。
WM控制 变频器SPWM控制 SPWM
2- 1
两电平载波型SPWM控制 两电平载波型 控制
u
PWM( Modulation)控制— PWM(Pulse Width Modulation)控制 —脉冲宽度调制,基本依据为面积等效原理。 a) 载波型PWM控制方法,是把期望输出的波 形作为调制波,把接受调制的波形作为载波, 通过调制得到所期望的PWM波形。当调制波 为正弦波时,就得到SPWM波形。 根据载波的不同,可分为单极性调制和双 b) 极性调制。 在一个周期内得到除0电平外,+、-两种 电平,所以称为两电平载波型SPWM控制。
2- 3
SPWM堆波技术 堆波技术
变频器在任意时刻同相的每个单元输出电压并不相等,而是有 满载输出、0输出、0~满载输出电压三种情况,即同相的每个单 元并不都进行SPWM计算,有且仅有一个单元进行SPWM计算。 实际输出电压由串联多电平高压变频器功率单元的PWM波形 决定, 公式为: 以6kV 8级系统为例,若功率单元最大输出电压为620V,目标 电压为3000V时,由上述公式中得到 即有4级功率单元输出620V,其余3级输出为0V,剩余1级输出 3000-620×4=520V,即1级在进行PWM调制。

高压变频器功率单元讲解

高压变频器功率单元讲解
我公司从成立到现在,在功率单元方面已推出四代产品,对这 四代产品对比如表1:
表1 四代功率单元对比表
目前,我公司已推出两个系列的第四代功率单元产品,其它系 列正在研发当中,将陆续推出。
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6- 2 第四代功率单元型号定义
2.第四代功率单元型号定义
型号:如I-6B、I-10C、IV-6A等。
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用户培训资料-功率单元
7
功率单元控制驱动板件
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2)改进型型号定义 型号:如PC75N、PC100N、PC150N、PC200N、PC300N、 PC400N等。
例如:PC200N表示配置IGBT额定电流为200A的改 进型功率单元。
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我公司的产品上,可控硅用于充电电路和旁通回路,均 起“电子开关”作用。我公司使用的可控硅内部封装形式如 图6所示:
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目前我公司使用的可控硅品牌有:Semikron; 使用的可控硅电压等级有:1400V、1800V; 型号例如:SKKH57/18E、SKKT210/14E
1.第三代功率单元型号定义
1)பைடு நூலகம்通型型号定义 型号:如PC75A、PC100B、PC150A、PC200C、PC300A、PC400G等。
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3.3/6.6kV
6.6kV 8000kVA 产品外观
换气机用系统结构,产品外观以及系列阵容
4- 2
变频器的发展
上世纪90年代中期面对4000V~ 5000V电网系统,欧美日各大公司采 用直接高压变频取代间接高压变频 器的过程
优秀拓扑:三电平、级联(波形重组)等等
4- 3
直接高压问题及解决
中国电网的严酷现实-注定封杀许多优秀公司及其优秀 的电路拓扑产品! 面对6.6kV乃至10kV的挑战
4- 7
对用户:
级联式变频器的优点
随着级数的增加,带来 - • 输出电压增加 • 网侧功率因数及谐波进一步改善 • 输出电压更接近正弦波,dv/dt进一步减小, 脉动转矩进一步改善
对制造厂: • 成本提高
• 对可靠性提出更高的要求
4- 8
主回路构成
电路结构
面向节能的直接高压变频器电路结构
采用变频器功率单元多重化连接,简单易行地直接输出到原有电机,提供 驱动电压。 (下图是6.6kV的例子)
取出
3.3kV
2000kVA
产品外观
橡胶混练机系统结构、产品外观以及系列组合
5
高扭矩
- 2
系统需要与解决对策
直接高压变频器的系统需要与解决对策
采用无速度传感的感应电机实现了需要高扭矩用途(橡胶混练机、 挤压机等)的各种要求。
客户标准 节能・环保性能 易维护保养 提高生产率
系统需要
可变速化 安静
取代直流电机(保养电刷) (须具备高扭矩性能)
1- 4
新的发展机遇
高压大功率变频器经国资委审批,已 被列入东方电气集团主营业务之一。
致力于中国变频事业的新发展
关于变频解决方案&产品系列介绍
2
2- 1
两大品牌,四大系列
DHVECTOL—DI DHVECTOL-HT DHVECTOL-HS
东方系列
DHVECTOL―HI 日立系列 日立大力矩系列 日立Seherbius系列
功率母线、IGBT驱动 操作过电压抑制等
系统在工业环境中的 控制应用
符合电力电子要求的 设计,标准的采用
(电子开关、EMC、IT* 质量管理 ISO管理 质保** ( *Just-In-Time) ( **Quality Assurance)
生产系统・制造技术
提供最大容量8000kVA可驱 动6400kW标准电机。
输出电压(V) 6kV级 263~4000kVA 3kV级 【系列】 525~8000kVA
高品质
采用移相变压器输入方式, 高功率因数、高效率、双 向低谐波。
高压移相变 压器
・・ ・・ 变频 ・
直接高压 变频
负载对象
风机、泵类-平方率负载
IM IM:感应电机
【系列】 6kV级 3kV级 330~5,250kW 150~2,625kW
回转器
系列阵容
可驱动最大5250kV的诱导 电机。 (有150%1分钟,200%10秒 的超负荷规格)
感应 电机 混练 变频器
不要 速度 传感器
表彰
起动时高扭矩性受到高度 评价,被授予2004年度日 本电机工业协会会长奖。
橡胶混练机略图

电源

IM
6.6kV

6.6kV
移相变压器
4 -9
节能特性-1
直接高压变频器节能特性
采用可变速控制降低必需动力。 如风机类那样平方负荷的场合,降低轴动力时,动力越低效果就越大。 (左下图) 右下图是发电厂用换气机的例子。 伴随夜间发电量受到抑制,节能效果显著以被公认。 本变频器共计接受订货台数是83台。(其中在中国国内设置16台)
东方日立(成都)电控设备有限公司
东方日立(成都)电控设备有限公司
目录
1 2 3 4 5
公司简介
关于变频解决方案&产品系列介绍 变频器的基本原理 面向节能的直接高压变频器 高扭矩高压定向变频器
致力于中国变频事业的新发展
公司简介
1
1- 1
公司构成
由中国东方电气集团公司与日本日立公司合资 在前成都东方凯奇电气有限责任公司的基础上,通 过增资扩股方式组建的合资企业。
3- 2
2level
E
提高变频容量技术
高电压[V]×大电流[A]=大容量[VA]
串联多重化
E E
变频单元并联化
3level
E
输出电压 2倍 E
输出电流N倍
E
输出电压 N倍
采用串、并联化 的大容量变频器
致力于中国变频事业的新发展
面向节能的直接高压变频器
4
4- 1
系统结构
面向节能的直接高压变频系列
• 修改中国的电网标准 • 单向3电平+升压环节≈低高方案(牺牲对输入谐波的要求) • 单向3电平+星角转换≈低高方案+改造电机(牺牲对输入谐波 的要求)
• 具有双向低谐波特点的级联方案,是最符合 目前中国国情的优秀拓扑结构!
4- 4
• 变频器A相 3个功率单 元的输出 电压波形 图 • 变频器A相 的输出电 压叠加图, 电平数为 2×相单元 数量+1, 即7电平。
2-3
真正面向用户设计与开发
瞬时停电再启动功能 工频变频相互切换功能
2-4
工业现场处理(工-变互 切、旁通、瞬停等)技术 及μP 、 CPLD 、 FPGA 应用
支持变频的核心技术
理论层-应用层-设计 层-制造层 构筑稳定的金字塔结构
矢量控制、直接转 矩控制及鲁棒性等
变频系统
控制技术
电力电子及电 气技术应用
2- 2
东方日立的变频解决方案是……
◆提供给客户最适合的系统 基于丰富经验的系统工程提供给客户有效的最佳系统。 ◆适用高水平基础设施的可靠性 应用长期实践经验的高水平质量管理技术,是让您可以放心 应用的重要系统。 ◆ 目标是Long Life Cycle Support 以交付以后长期售后服务作为我们的目标。
2-5
国内应用业绩情况
目前投运近100台,均正常运行。 四平热电有限责任公司 长春第一热电厂 洛阳热电厂 陡河发电厂 浑江发电厂 二道江发电厂
致力于中国变频事业的新发展
变频器的基本工作原理
3
3- 1
直流电源 E 2 E 2 U相 V相
可变电压.可变频率的基本原理

On 0
2level 变频的构成
0
变频器运行 20:00 22:00
10,000
时间
采用可变速化的节能效果
发电厂用换气机节能效果实际例
4 -10
节能特性-2
在泵类方面的应用-节能、机械寿命(水锤)
致力于中国变频事业的新发展
高扭矩直接高压变频器
5
5- 1
系统结构
高扭矩直接高压变频器结构
投入材料 输出电压(V)
最适用于橡胶混练机那种 需要高起动扭矩的用途
波形叠加原理
级联变频器的电压叠加原理-3级
形 DHVECTOL品牌的10kV级联变频器电压叠加原理
变频器A 相10个功 率单元的 输出电压 波形图
4
- 5 实际10kV级联式变频器叠加波
变频器A 相的输出 电压叠加 图,电平 数为2× 相单元数 量+1, 即21电平。
4
- 6
直接高压问题及解决
• 三电平型变频器输出波形
轴动力 (kW) 6,000 4,000
工频运行时的 运行点
工频运行
设备输出 100%时
节能效果 变频器运行 实际应用例 20,000 30,000 风量(m3/min)
设备输出 50%时
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
2,000
提升速度
解决手段
采用交流电机+变频器的可变速运转
系统需要和解决对策
5 -3
高扭矩
高扭矩的特性
直接高压变频器的高扭矩特性
为了抑制由于电机内部的电阻变化而产生的起动扭矩降低,把高扭矩 范围扩大到了5倍。(左下图) 采用无速度传感方式实现200%高扭矩起动,提供利于环保的电机驱动 系统。(右下图)
250 本方式 起 动 扭 矩 200 150 100 50 0 0 20 40 60 电机电阻变动(%) 80 100 扩大高扭矩范围 过去 实际速度 ±100% U相电流 扭矩电流 实际扭矩 200% 产生200%扭矩 0% 200% 8% 速度指令 8% 电机起动 30s
1- 2
公司资本构成
公司注册资金5098万元人民币
其中: 中国东方电气集团 株式会社 日立制作所 39% 日立(中国)有限公司 51% 10%
10%
51% 39%
东方集团 株式会社 日立制作所 日立(中国)有限公司
1- 3
公司研发制造能力
公司占地40余亩,现有厂房面积2400m2,办公楼面 积1200m2,具备年产200台/套高压大功率变频器的 设计制造能力。 开发、生产设施完备,产品实验检测手段齐全,为向 客户提供高品质的产品提供了保障。
W相 交流电机 E 2 E 2 V相 U相
W相
E 2 E 2

Off



On Off
M

1 On 2 On
等效电路
M
1 2 开关交替切换,从直流电源产生脉冲电压(PWM:脉冲 Width调节 )
基波成分 PWM 输出波形
E 2 E 2 输出电压波形
电压 频率
脉冲幅度
脉冲幅度 变化周期
采用PWM变化输出可变电压・可变频率
(%)
起动扭矩的电机电阻变动依存性
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