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高壓變頻器的應用石家莊丹創電氣有限公司是一家集研發、生產、銷售和服務為一體的科研單位。公司成立以來，經過長期不懈的努力本著“客戶為尊、誠信為本、科技領先、品牌制勝”的經營理念取得長足發展，并得到用戶的廣泛稱贊和認可。 本公司技術力量雄厚，匯集了電子、機械、工業控制，電氣自動化的專業人才。其中，有熟悉行業工藝、富有工作經驗的資深高級工程師，是產品開發研制和工程設計調試良好的技術保證。 本公司擁有完善的質量管理體系，重視產品質量，注重售后服務，產品出廠前經過嚴格實驗、調試、老化，產品質量嚴格按照國家相關標準進行控制，以保證產品質量可靠。使產品在用戶現場最大程度的發揮起技術性能和功能優勢，公司生產的產品在河北、河南、山東、內蒙、陜西、甘肅、湖北等地有廣大客戶，得到用戶的好評。 為適應市場需求，實現工業自動化的要求，我們先后開發了同步電動機的勵磁控制系統，發電機勵磁控制系統，各種高壓電動機綜合啟動柜、低壓電動機綜合啟動柜、高壓開關柜、低壓開關柜、高壓無功補償、低壓無功補償、直流操作電源系統、UPS電源系統、逆變電源系統、儀表柜、控制柜、造氣爐集成油壓系統和程序控制微機、調壓控制柜等產品。上述控制系統設計合理，采用國內外先進器件，有數字量控制、模擬量控制及各種繼電控制，廣泛用于壓縮機、球磨機、水泵、風機、軋機、化工、工礦、電力、電信、等各種負載和行業。 2 設備簡述： 2.1 上海電機廠的異步電機參數： 額定電壓：10KV 額定電流：1799A 額定功率：28000KW 額定轉速：1490rpm 數量：2臺 2.2 GE的同步電機參數： 額定電壓：10KV 額定電流：1433A 額定功率：22000KW 額定轉速：1500rpm 數量：1臺 2.3啟動方式：采用變頻軟啟動，同期切換。啟動時先關閉風門，鼓風機輕載啟動。變頻器帶電機和風機啟動后加速到50Hz。然后檢測變頻器輸出電壓與電網電壓并進行比較，在變頻器輸出電壓和和電網電壓同頻率，同電壓，同相位和同相序的條件下，先合旁路開關，后停變頻器，最后再斷變頻器輸出開關。真正實現完全無擾動的切換。 2.4 變頻器設備簡述： 變頻器品牌和型號：TMEIC-TMdrive-MVGC-SS高壓變頻器， 額定輸入電壓：10KV， 額定輸出電壓：0-10KV 額定電流：525A， 額定容量：9000KVA， 過載能力：125%-1分鐘，間隔10分鐘。 3. 變頻器的系統結構： 3.1變頻器由輸入變壓器，變頻單元及控制系統三部分所組成。主電路拓撲結構采用多電平串聯技術，每相采用8個單元串聯，三相共24個單元,48脈沖整流。變壓器采用H級絕緣的移相整流變壓器，可靠性極高。變壓器的副邊有24個低壓繞組，分別給三相的24個單元供電。變頻器的主電路拓撲結構原理和單元的原理圖如下所示：
3.2變頻單元實際上是一臺三相輸入、單相輸出720V的低壓變頻器，開關器件采用三菱公司生產A級IGBT，耐溫等級150℃，具有開關損耗小，導通壓降低，熱阻小的特點。因此發熱量低，效率高，耐過熱能力強。單元的過熱保護為100℃。因此不易過熱保護。并特別注意電容和單元控制板的冷卻散熱，使單元控制板的溫度降低，減少故障概率。 3.3 變頻器有帶電抗器的預充電電路，充電電流小于額定電流。因此完全沒有變壓器上高壓電時的激磁涌流，降低了通過整流二極管對電容器的充電電流，減少對系統和電網的電流沖擊，也減少了對變壓器的沖擊。延長單元內部整流二極管及電容的使用壽命。由于電壓高，即使充電電流小，但充電功率大，因此充電時間短。上高壓時完全沒有對電網的沖擊電流。 3.4 由于這種軟啟動時是同期切換，完全無擾動切換。因此對鼓風機沒有任和機械沖擊。這種軟啟動系統，對電網和對設備都沒有任何沖擊，可以頻繁地軟啟動和停止，不受啟動次數的限制。因此可以分別啟動多臺電機。 4.本項目的軟啟動控制難點，是有兩種不同的類型電機，既有異步電機，也有同步電機，而且功率不同，控制邏輯也不同。 4.1 變頻器帶異步機運行時，根據頻率調節電壓，電機的勵磁電流和磁通由電壓決定，變頻器不需要控制電機的勵磁電流，相對比較簡單。但變頻器帶同步電機時，軟啟動階段，需要變頻器控制電機的勵磁電流，變頻器向電機勵磁柜發勵磁電流指令。勵磁柜按變頻器的勵磁電流指令提供勵磁電流。軟啟動結束后，電機投入到工頻運行，變頻器退出。勵磁柜按設定的功率因數和負載情況，自動調節勵磁電流的大小，脫離變頻器的控制。 4.2兩種變頻器的控制邏輯完全不同，針對不同的電機，需要采用不同的控制邏輯。因此變頻器采用兩套控制器，可以切換。控制異步電機時用異步電機控制器，控制同步電機時用同步電機控制器。兩套控制器的切換由變頻器配套的PLC控制。按所要控制的電機選擇。
5. 變頻軟啟動的系統圖如下：
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