利德华福变频技术方案样本
提升机电控系统高压变频技术方案
一．总体介绍1．矿井提升机交流电控设备符合下列文件的规定和基本要求：1.1、《煤矿安全规格》（2007版）1.2、《煤矿安全质量标准化标准》1.3、《电气设备的抗干扰性基本测量方法》（GB4859-84）1.4、《低压配电设计规范》（GB50054-59）1.5、《矿山电力设计规范》（GB50070-94）1.6、《JB4263-86交流传动矿井提升机电控设备技术条件》1.7、《现场总线技术标准》和《PLC设计标准》1.8、现行国家电工委员会及其它有关标准1.9、进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准2.0、井筒电气设备满足防水、并具有MA证和防爆合格证要求。
2.1、电控系统采用PLC控制，可编程控制器等关键设备为原装进口产品。
二．主要技术数据及要求1．基本技术参数提升机型号：提升机用途：服务水平数量：井筒高度或斜长: 米井筒倾角: °钢丝绳最大速度: m/s爬行速度: m/s电机参数:型号:额定功率: 355KW定子额定电压/电流： 10KV/ A转子额定电压/电流： V/ A额定转速: 转/分滚筒数：滚筒直径： m减速箱减速比：配套液压站型号：以上参数均有矿方提供。
2．技术要求1、满足《煤矿安全规程》中有关保护装置的要求。
2、系统为PLC+高压变频调速方式，实现速度环节和保护环节的双线控制。
3、采用PLC控制，PLC可编程控制器采用西子的S7系列产品。
4、安全回路采用软硬两套回路实现双线控制，硬安全回路的各种保护即不通过PLC控制，直接由外部保护开关控制；软回路由轴编码器和外部保护开关共同控制；各种保护符合《煤矿安全规程》和《煤矿机电质量标准化》的要求。
5、具有自检测故障点功能，有不少于24小时的故障记忆功能。
6、操作台仪表齐全可靠。
7、具有过卷、欠压、过流、短路、断相、制动磨损超限、松绳保护等。
三．电控系统设计及电控设备成套范围1．电控系统总体设计方案1.1、提升机电控系统采用PLC系列新型电控系统并根据实际情况做相应的修改。
利德华福技术培训
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四、工作原理
PWM技术
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令V1、V4导通，V2、V3截止，则负 载ZL上所得电压为a“+”、b“-”,设 这时的电压为“+”；
V——电压； F——频率； Ф——主磁通（Φ太小，铁磁材料利用不充分，同样电流产 生的转矩小。Φ太大，由于铁磁材料的饱和特性，定子电流 中激磁电流分量加大，同样电流负荷情况下，相应转矩电流 分量将减小，电机负载能力也下降），必须恒定。
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三、系统结构
控 制 器 柜
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单元串联多电平拓扑结构
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二、变频调速原理
交流异步电动机的转表达式为： n =（1-s）60f/p
式中： s——滑差； p——电机极对数； f——电机运行频率。
结论：如果平滑地改变加到异步电动机定子绕组交流电的 频率f，就可以平滑地调节异步电动机的转子转速n。
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二、变频调速原理
电机特性：V/F=4.44Ф
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三、系统结构
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特点：
控
制
拼装机柜；器
柜
结构紧凑；
零配件少；
安装方便；
投产快。
变压器柜
变压器柜
功率柜
变频模块柜
控制柜
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三、系统结构
1、变压器柜
特点： 整流变压器为干式移相变压器，能够
完全消除电网侧电压、电流谐波； H级绝缘，系统温度可达185℃； 高、低压线圈导线采用美国杜邦
利德华福高压变频器
利德华福高压变频器适用于各种高压电机 驱动场合，如风机、水泵、压缩机、提升 机等，能够满足不同行业的需求。
性能指标及参数设置
输出电压和频率范围
输出电压和频率可调，满足电 机的不同运行需求。
效率
高效率转换，降低电机运行成 本。
输入电压范围
适应宽范围的三相高压交流输 入，如3kV、6kV、10kV等。
控制技术
随着控制理论的不断发展和计算机技术的进步，高压变频 器的控制技术将越来越智能化和网络化。
拓扑结构
拓扑结构的创新是高压变频器技术发展的重要方向之一， 如多电平拓扑、矩阵式拓扑等新型拓扑结构将进一步提高 高压变频器的性能和可靠性。
新型材料
新型电力电子器件和散热材料的不断涌现，将为高压变频 器的设计制造提供更多选择和可能性。
用。
市场需求与应用领域
随着工业自动化程度的不断提 高，高压变频器市场需求不断 增长。
高压变频器在电力、冶金、石 油、化工、建材、市政等领域 具有广泛的应用。
未来，随着新能源、智能制造 等新兴产业的快速发展，高压 变频器的市场需求和应用领域 将进一步扩大。
02
技术原理与特点
高压变频器工作原理
交-直-交变换
THANKS
感谢观看
注塑机、挤塑机、造粒机 等塑料机械高压电机拖动 系统。
各类工业炉窑鼓风机、引 风机等高压电机拖动系统 。
压缩机、鼓风机、引风机 等空分装置高压电机拖动 系统。
各类油泵、水泵等高压电 机拖动系统。
06
市场前景与发展趋势
高压变频器市场前景分析
01
市场规模
随着工业领域对能源效率和电机控制精度要求的提高，高压变频器市场
利德华福高压变频器
北京利德华福高压变频调速系统介绍
工业现场
模拟量
RS485
I/O
单个模块旁路技术
1
3 2
8个模块串联时，旁路一个功率模块， 电压输出能力为95.6%，比原来的方 法有所提高。
A
正常运行时
每相5个功率单元 串联，正常运行
A5
A4
A3
A2
VAC
A1 120 o TYP. B1 B2
VBA
C1 C2 C3 C4
N
B3
高压变频器全中文监控系统
采用标准软件，同上一代产品操作方式完全一致 用户可以现场设定现实参数及控制逻辑 操作权限分级，保证设备的可靠运行
功率单元旁路功能
功率模块故障时可降额运行，切换时间仅为50ms
10KV 移相变压器
UA1
TV1 TV2 M
UA2
10KV 光纤
控制单元
工控机
PLC
以8级串联为例，旁路一级后，系统电压 下降1/8，即电压为87.5%；
功率模块输出波形叠加技术
T
单个功率模块逆变 输出的正弦PWM波形
错位叠加后变频器 输出的相电压波形
T
1) R ef A :
2 0 0 V o lt
5 m s
T
1 ) R ef
A :
2 0 0
V o lt
5
m s
高压变频器主要器件一览表
品 名 EUEPC IXYS MCD IXYS MDD 产 地 IGBT（绝缘门控双级晶体管） Thyristor （可控硅） 旁路桥
基于单片机的中文人机界面(标准配置)
超大24行全中文界面 直接按键式操作 具有键盘锁定功能，防
利德华福变频器使用介绍
HARSVERT-A高压变频调速系统使用介绍第一节产品性能指标及功能第140条产品型号的意义额定电流（A）电压等级（KV）控制方式变频调速系统（VERT)产品系列（S）公司名称缩写（HAR第141条变频调速原理按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=(1-s)60f/p=n0*(1-s)（P：电机极对数；f：电机运行频率；s:滑差）从式中看出，电机的同步转速n0正比于电机的运行频率(n0=60f/p)，由于滑差s一般情况下比较小（0∽0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n0，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。
电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
第142条系统结构单元串联多电平拓扑结构组成：移相变压器、功率模块、控制器第143条性能、参数指标指标名称指标参数变频器容量（KV A）375 — 6000适配电机功率（KW）300 — 5000输入频率（Hz）45 — 55额定输入电压（V）6000±10%输入功率因数0.95（＞20%负载）变频器效率额定负载下＞0.96输出频率范围（Hz）0.5 — 120输出频率分辨率（Hz）0.01额定输出电流（A）36 — 600过载能力120% 60秒，150% 3秒模拟量输入0 — 10V/4—20mA第144条系统功能1、主电源掉电时，3秒内不停机，满足母线切换的需要通过程序实现。
主电源掉电后，主控箱在检测到功率模块全体报缺相故障时，不会立即跳高压开关，只是将变频器输出频率衰减，如果主电源在3秒内恢复正常，变频器也将恢复掉电前的运行频率；如果主电源在3秒内没有恢复正常，则变频器停止输出跳开高压开关。
2、控制电源掉电时不会停机，可以用UPS供电继续运行30分钟左右。
3、配置单元旁路功能，在局部故障时不停机。
在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，当功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT 的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。
利德华福高压变频操作规程及注意事项
1、具有基本的电工基础知识； 2、具有高压电工执业许可证书； 3、经过北京利德华福公司组织的理论和实际操作培训并合格。
三、操作注意事项
（二）日常操作
1、变频器为高压危险装臵，任何操作人员必须按照操作规程进行操作； 2、需要给变频器送电时，必须先送控制电源，变频器自检正常后给出“高压合闸允许”信 号后，方可给变频器送高压电 ； 3、需要切断变频器电源时，应先断高压电，再断控制电； 4、切断控制电源后，要把UPS开关同时关掉，否则UPS过度放电将导致UPS损坏 ； 5、使用液晶屏时，只需用手指轻触即可，严禁使劲敲击或用硬物点击，并严禁任何无关人 员任意指点液晶屏，以防产生误操作 ； 6、变频器出现轻故障（比如冷风机故障、控制电源掉电等）时，虽然不会立即停机，但必 须及时处理，否则会演变成重故障，导致停机 ； 7、严格保证变频器运行的环境温度不超过40℃，否则会影响变频器的寿命，运行安全不能 保证 ； 8、变频器所有参数在设备交付运行前都已进行合理设臵，用户不得随意更改。如果确需要 更改，请事先和北京利德华福电气技术有限公司技术工程人员联系。
11、电机通过变频器启动，对风机、水泵、电机、开关及电网的冲击都很小，只要 满足以上条件，启动次数及时间间隔没有限制 ；
12、工频旁路情况下，要启动电机，直接将高压真空开关合闸即可。
三、操作注意事项
（四）调频操作
1、变频器正常运行时，请将挡板或阀门开度调节到100%，以充分减少截流损耗，达 到最好的节能效果 ； 2、对于风机或水泵并联运行的工况，要注意负载的平衡情况，调速过程中注意变频 器的输出电流不要超过电机电流额定值 ； 3、用自动控制系统的计算机设定电机转速（变频器运行频率）时，按回车键以前， 请核实数据的正确性，防止输入过大或过小的异常数据 ； 4、对风机负载，手动调节转速时，减速必须缓慢进行，过快减速容易导致变频器单 元过压停机； 5、对于水泵负载，注意不要设定过小的频率值。在并联运行情况下，调速水泵速度 过低，将影响水泵出水。
利德华福高压变频器调试方案
利德华福高压变频器调试方案利德华福高压变频器调试方案签字页：批准：审核：会签：编制：利德华福高压变频器调试方案一、调试前的准备工作：检查所有控制电缆、动力电缆、柜内接线、地线的正确性以及螺丝的松紧。
二、控制部分调试：1、排除人机界面上显示的所有故障（高压未就绪除外），变频器应显示控制器就绪。
2、将本控/远控按钮打到本控位置；在参数设置中选择不带高压调试，将高压就绪接点K0短接，界面显示系统待机；这样就可以模拟变频器的运行，进行控制部分的本机调试。
3、将本控/远控按钮打到远控位置；进行控制部分的远程调试。
若远程给定的是4～20mA模拟量信号，要注意调整模拟输入系数，使其对应0.5～50Hz。
4、高压开关联动调试：1）旁路柜选择开关手动位置a、KM1没有吸合前，变频器旁路柜电磁锁带电，隔离刀闸可以自由操作。
b、高压开关打到试验位置，小车拉出，确保不会高压突然加电。
c、KM1手动合闸，此时，电磁锁不能操作。
按下变频器控制柜柜门上的急停按钮，KM1应能分断。
d、手动合上KM2，这个时候KM3手动合不上，他们之间有电气互锁。
分开KM1，KM2，手动合上KM3。
保证KM1，KM2，KM3能正常分合闸。
下图为系统一次图：KM32）旁路柜选择开关自动位置a、变频器在人机界面上没有故障信息的情况下，变频器合上KM1，KM2后，手动分闸分不开。
b、模拟一个重故障，变频器应自动分开KM1，KM2，然后自动合上KM3。
当KM3合上后，再模拟变频器重故障，不分KM3。
是为了保证不影响工频运行。
5、DCS指示灯调试：a、在参数设置中选择不带高压调试，将高压就绪接点K0短接，界面显示系统待机。
b、就地选择开关打到本地，操作权限由本地控制。
打到远程，DCS控制信号灯亮，操作权限由DCS控制。
c、把变频器柜门打开，轻故障指示灯应变亮。
柜门闭合后，轻故障指示灯应熄灭。
把柜门打开设置成重故障，重故障指示灯应变亮。
关上柜门，按变频器界面上的复位按钮，重故障指示灯应熄灭。
利德华福能量回馈型高性能高压变频调速系统在矿井提升机上的应用
箕斗通过机房 的双滚筒带动 ，采用两 台 ８０ｋ 电机 ０ Ｗ 通过减速机拖动 ， 电机的调速方式采用 传统 的串电阻调速
方 式 ， 调 速 方 式 属 于 落 后 技 术 ， 在 以下 缺 点 ： 该 存 （ ） 量 的 电能 消 耗 在 转 差 电 阻 上 ， 成 了 严 重 的 能 １大 造
源浪费 ， 同时电阻器 的安装需要 占用很大的空 间。
（） １ 涌流抑制 ： 变压器 在受 电瞬 间 ， 产生激磁 涌流 ， 会
（） ２ 控制 系统复 杂 ， 导致系 统的故 障率高 ， 接触 器 、 电
阻器 、 绕线 电机碳刷容易损坏 ， 维护工作 量很大 ， 直接影响
了生 产效 率 。
（ ） 速和爬行 阶段需要依靠制动 闸皮 摩擦 滚筒实现 ３低
速度控 制 ， 特别是在 负载发生变 化时 ， 很难 实现恒 减速控 制， 导致调 速不连续 、 速度控制性能较差。 （） ４ 启动和换档 冲击 电流大 ， 造成 了很大 的机械冲击 ， 导致 电机 的使用寿命大大降低 。 （） ５ 自动化程度不高 ， 加了开采成本 ， 响了产量 。 增 影 （ ） 电压 和低速段 的启动力矩小 ， ６低 带负载能 力差 ， 无
▲
到原来蔼 压 关 榧
功率模块供 电， 移相变压器 的副边绕组分为三组 ， 根据 电压
等级和模块串联级数 ， 一般 由 ２ 、０４ 、８ 冲系列等构成 ４ ３ 、２４ 脉
ｌ 高 开 柜 压 关 Ｆ ｏ
Ｉ
多级相叠加 的整流方式 ， 可以大大改善 网侧 的电流波形（ 网 侧 电压 电流谐波指标满足 ＩＥ ５ ９ １９ Ｅ Ｅ １— ９ ２和 Ｇ ｆ１ ５ ９ ９ Ｂｒ ４ ４ — ３ 的要求 ） 使其负载下的网侧功率因数接近 １ 。 。由于变压器副
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XX集团有限公司
硫酸风机、烟化炉鼓风机
变频调速装置节能改造项目
技
术
方
案
北京利德华福电气技术有限公司
1月17日
一、企业简介
北京利德华福技术有限公司是致力于高压大功率变频调速系统开发、研制、生产、销售和服务的高新技术企业。
总部位于中关村科技园区的上地信息产业基地, 规模化的生产基地坐落在北京昌平区
阳坊, 为ISO9001认证企业。
经过国家质量监督检验检疫总局和中国名牌战略推进委员会委托的权威技术部门综合评审, 最终从国内众多高压变频器品牌中脱颖而出, 被国家质量监督检验检疫总局评选为”中国名牌”并被国家信息产业部列入《节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录》。
公司注意到国内、外高压变频技术的发展及其应用前景, 对中国电力、石油、石化、冶金、市政供水、造纸、制药、电力机车等行业进行了全面、系统的市场调研, 率先提出”电机智能化”的概念, 并预言: ”智能电机时代”即将到来!
经过多年的科研投入, 初, 公司开发的第一台1000KW/6KV高压大功率变频调速系统( HARSVERT-A06/130) 问世, 并在北京化工试验厂投入了运行, 节电率达到29.1%。
8月, 国家电控配电设备质量监督检验中心、中国电力科学研究院分别对系统进行了严格的测试和检验, 出具了权威性的《检验报告》。
9月, 国家经贸委机械工业局组织由中国工程院院士担任鉴定委员会主任委员的11位国内著名的专家、学者对产品进行鉴定, 一致认为: ”HARSVERT变频系统具有功能齐全、技术指标先进、可靠性高和便于维护管理等优点, 处于国内领先水平, 达到国际同类产品的水平, 能够推广应用”。
底, 公司第一台450KW/10KV高压大功率变频调速系统诞生, 于 1月在福州城门水厂成功地投入了运行, 开创了中国10KV电压等级变频器现场应用之先河; 5月, 凭借雄厚的整体实力, 在四川电力系统一
举中标四台800KW/6KV变频器, 为公司高压大功率变频调速系统系列产品全面进入市场, 奠定了坚实的基础。
截止当前公司销售业绩超过1500台, 运行业绩近千台。
公司拥有一支经验丰富、勇于实践、不断创新的高素质的开发、科研队伍。
面对广大用户, 公司的市场营销理念体现为”速度”加”服务”, 充分摆正自己甘当用户配角的”乙方”心态。
公司除拥有一支专业的销售队伍外, 还配备一支训练有素、服务及时的市场技术支持队伍, 随时响应并满足用户的各种要求。
当前, 公司已在全国形成了高效的营销网络平台( 湖南办事处地址: 长沙市金星大道麓山名园E·2-305, 电话) 。
以来, 公司生产的”HARSVERT-A”系列不同电压等级、不同功率的高压变频调速系统分别在国内的市政供水、电力、钢铁、石油、石化等行业陆续投入运行。
由于安装便捷、操作简单、运行稳定、安全可靠、维护方便, 并在节能、节电、省人、省力、自动控制、远程监控等方面效果显著, 受到用户的高度评价。
公司以其优异的产品性价比和周到的服务, 成为国内最具实力和影响力的生产厂家。
二、HARSVERT-A高压变频器介绍:
1、基本性能:
➢变频器为高－高结构, 10/6kV直接输出, 不需输出升压变压器, 输出为单元串联移相式PWM方式;
➢系统一体化设计, 包括输入干式隔离变压器, 变频器等所有部件及内部联机, 用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可;
➢整套系统在出厂前进行整体测试; 48/30脉冲输入符合并优于IEEE519～1992及GB/T14549～93标准对电压失真和电流失真最严格的要求;
➢在20～100%的负载变化情况内达到或超过0.96的功率因子, 而且电流谐波少, 无需功率因子补偿/谐波抑制装置;
➢无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形, 对电机没有特殊的要求, 能够使用普通异步电机, 电机不必降额使用;
➢具有软起动功能, 没有电机启动冲击引起的电网电压下跌, 可确保电机安全、长期运行;
➢变频装置输出波形不会引起电机的谐振, 转矩脉动小于0.1%。
可避免风机喘振现象。
变频器有共振点频率跳跃功能;
➢变频装置对输出电缆长度无特殊限制, 电机不会受到共模电压和dv/dt的影响;
➢变频器可在输出不带电机的情况下进行空载调试, 也可在没有
10/6KV高压情况下用低压电进行空载调试;
➢控制系统采用全数字符元元微机控制, 有很强的自诊断功能, 能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示, 能在就地显示并远方报警, 便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题;
➢具有就地监控方式和远方监控方式。
在就地监控方式下, 经过变频器上的触摸屏显示, 可进行就地人工启动、停止变频器, 能够调整转速、频率; 就地控制窗口采用中文操作接口, 功能设定、参数设定等均采用中文。
卖方提供的变频装置支撑软件为汉化的最新的正版软件;
➢变频器高压主回路与控制器之间为光纤连接, 具有很高的通信速率和抗干扰能力, 安全性好;
➢转矩特性: 0～50Hz恒转矩特性, 额定转矩输出, 转矩阶跃响应＜200ms。
50Hz以上恒功率特性, 最大转矩与转速成反比下降;
➢输出频率0.5-120Hz(根据电机情况可设定);
➢变频器抗地震能力为7级, 振动0.5G;
➢临界速度可跳过(共2组, 可任意设定);
➢安装、设定、调试简便;
➢功率电路模块化设计, 维护简单;
➢完整的故障监测电路、精确的故障报警保护;
➢自带冷却风机, 风机电源与控制电源分开取电, 电源取自输入侧变压器;
➢内置PLC, 易于改变控制逻辑关系, 适应多变的现场需要;
➢可灵活选择现场控制/远程控制;
➢可接受和输出0～10V/4～20mA工业标准信号;
➢可根据用户需要内置PID调节器;
➢完整的通用变频器参数设定功能;
➢优异的性能/价格比;
➢自备UPS, 可维持30分钟;
➢具有掉电3秒不停机的功能;
➢掉电20秒内来电再启动和转速跟踪再启动功能
➢
结构:
变频器的功率单元为模块化设计, 能够从机架上抽出, 移动和更换, 所有功率单元是完全一致的, 如果某一单元由于故障而不能正常工作, 能够在允许设备退出的时间用备用单元将其替换。
即: 在变频停机高压切断的情况下, 拔掉故障单元的J1、 J2两根光纤头; 用扳手卸下故障单元的R、 S、 T、 U、 V五根联机; 拆下故障单元与轨道的固定螺丝; 将故障单元轻轻拿下, 按拆卸相反的顺序将备用单元装上并接好即可。
更换一个单元的时间只需5分钟。
更换单元不须专用工具。
逆变器侧采用高开关频率的IGBT器件, 保证良好的输出波形。
输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。
整个变频系统采用强迫风冷, 冷却系统可靠, 平均无故障时间≥变频装置本身, 每一套冷却装置拆装方便, 满足变频装置的安全可靠地运行。
保护:
➢变压器进线接线端子足够大, 便于与进线电缆连接。
变压器柜内。