东方日立高压变频介绍..

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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
Ｕ
电源
Ｖ
IM
6.6kV
Ｗ
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
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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！
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• 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。
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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
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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。
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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
１
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
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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
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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
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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
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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
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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
２
Off
２
１
１
Ｏn Off
M
２
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