变频器的冷却方式比较

变频器的冷却方式比较

高压变频调速系统虽然是一种非常高效的调速装置，但是在运行中，仍然有2%-4%左右的损耗，这些损耗都变成热量，最终耗散在大气中。如何把这些热量顺利的从变频器中带出来，是变频器设计中一个非常重要的问题。

高压变频器的发热部件主要是两部分：一是整流变压器，二是功率元件。功率元件的散热方式是关键。现代变频器一般采用空气冷却或者水冷。在功率较小时，采用空气冷却就能够满足要求。在功率较大时，则需要在散热器中通水，利用水流带走热量，因为散热器一般都有不同的电位，所以必须采用绝缘强度较好的水，一般采用纯净水，它比普通蒸馏水的离子含量还要低。在水路的循环系统中，一般还要加离子树脂交换器，因为散热器上的金属离子会不断的溶解到水中，这些离子需要被吸附清除。

应该说，从散热的角度来说，水冷是非常理想的。但是，水循环系统工艺要求高，安装复杂，维护工作量大，而且一旦漏水，会带来安全隐患。所以，能够用空气冷却解决问题的场合，就不要采用水冷。

空气冷却能够解决的散热功率，毕竟有一个极限，这个极限与技术类别有关。比如，ABB公司的ACS1000系列三电平变频器，规定在2000KW以上就必须采用水冷，而美国的罗宾康公司和AB公司，对于3200KW/6KV的变频器，仍然采用空气冷却。这又是为什么呢？

原来，空气冷却能够从设备中带出来的热量，与有效散热面积的大小有关系，散热面积越大，能够带走的热量就越多。元器件的数目越多，散热的面积就越大，空气冷却的效果就越好。对于6KV的变频器，比3KV的变频器器件数目多，而且单只器件的电流小，所以可以有较大的散热面积，相当于热量均分了。

有人会说，我增大散热器的面积，不就增大了散热面积了吗？我公司产品开发部的试验证明了这是一个悖论。电力电子元件的热量按照如下方式传导：沿散热器表面散开，再沿表面传递到散热片上，被空气带走。沿散热器表面散开的面积是非常有限的，离开元件较远处，已经基本感受不到热量，所以把散热器表面做大到一定程度，对散热效果的增加已经没有意义。对于散热器的齿片也是一样，齿根处温度较高，齿尖处只有很少的热量到达，所以增高齿片到一定程度，对散热也毫无用处。

所以，要解决大功率产品的空气冷却问题，唯一有效的办法是，利用很多的元器件，均摊热量，增大有效的散热面积。

当然，采用功耗较小的新一代元器件，或者采用热阻较小的新式散热器，也可以使空气冷却的变频器功率更大，例如，在目前的IGBT封装形式下，原来我们发现，如果不采用器件并联，我们只能做到1800KW/6KV，现在，由于新一代IGBT器件和新式散热器的采用，我们可以做到2300KW/6KV。这是技术研究的另一方面，与上面的分析不矛盾。

那么，为什么我们在2500KW/6KV以上的变频器中采用IGBT并联？并不是因为我们买不到那么大电流的IGBT，而是因为，通过试验我们发现，在现有的技术条件下，如果不采用元器件并联增大有效散热面积，无法将内部的热量用空气带出来，无法保证元器件的温升满足要求。

我们现在研究开发5000KW/6KV的变频器，为什么我们比较有把握？因为原来我们开发的3200KW/6KV变频器，是用15个功率单元带走热量，到了5000KW时，我们把功率单元增加到24个，每个功率单元带走的热量仍旧差不多。

有人又会问：为什么ABB公司不采用元器件并联呢？这是因为，在所有的器件中，只有IGBT和MOSFET是正温度系数，适于并联，IGCT是不适于并联的，所以他们必须采用水冷了。

关于变频器散热的另外一个问题是，把热量从变频器内部带出来以后，如何耗散在大气中。对于水冷装置，需要在室外安装一个水-空冷装置，把热水变成凉水。对于空气冷却的装置，如果散热量较大，需要安装风道，把热空气直接排出室外，否则，热空气会在室内聚集，造成室温升高。以前有的用户考虑用室内空调机降温，事实证明在大功率变频器应用中，需要较大的空调配置，是不经济的。如果用户工厂内有冷却水，我们建议用户采用水-空冷装置，这种装置类似于我们工厂的空调装置，在水管上镶嵌散热片，在水管内通入冷水，冷水的流量要足够大，保证散热片较低的温度，变频器散出来的热风进入散热片，经过散热片后变成了凉风。这种方式可以采用密闭的小屋放置变频器，不用考虑灰尘的影响。

总之，变频器的散热问题有很多的学问，结构设计人员在试验中，发现了很多非常有意思的现象。而变频器的结构设计，往往不是把东西装进去那么简单，需要考虑很多的问题。

高压变频器方案

一、概述 高压变频器调速系统是将变频调速技术应用于大功率高压电机调速的一种电力换流装置，是国家大型设备节能技术改造及建设推广项目，应用范围广泛，应用高压变频调速器能大幅度降低电机的电耗，其节能效果一般在30%以上，具有明显的节能与环保效益，对提高企业的能源利用率，延长设备的使用寿命，减少设备运行费用与设备维护费用，确保用户的用电质量与用电可靠性，能起到极大的促进作用。在社会积极倡导各行业节能、减排的今天，甲方同时也做出积极地响应。甲方对现场控制对象（高惯量风机）提出的高性能控制装置高压变频器无疑就是其中的一例。根据现场使用情况、工艺要求，利用选用优良的大功率、高电压变频控制装置，不但可以调节电机的转速、转矩充分发挥其电气机械特性，而且可以更大程度上为钢厂、社会节能同时能够获得的更大的经济效益。本系统方案就是给现场高惯量风机选择一款综合性能较好的高压变频器。 二、被控设备基本参数、工作环境、电网情况 1、风机： 型号：Y5-2*48N026.5F 流量：700000m3/h 转速：965r/min 转动惯量：23000kg/m3 2、驱动电机： 型号：YBPK710-6 额定功率：2240KW 额定电压：6KV 额定电流：261A 变频运行：电动机Y型接法效率：96.0% 功率因素：0.86 绝缘等级：F 3、设备现场环境情况： 温度：0-40℃湿度：≤95%，不凝露 4、10KV电网情况 额定电压：10KV 正常电压波动范围：+/-10% 额定频率：50HZ 频率变化范围：+/-10% 三、高压变频器控制方案及选择 交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。实践证明，驱动风机、水泵的大、中型笼型感应电动机，采用交流变频调速技术，节能效果显著，控制水平也大为提高。目前，变频调速技术已广泛应用于低压（380V）电动机，但在中压（3000V以上）电动机上却一直没有得到广泛应用，造成这种情况的主要原因是目前在低压变频器中广泛应用的功率电子器件均为电压型器件，耐压值基本都在1200-1800V，研制高压变频器难度较大，为了攻克这一技术难题，国内外许多科研机构及大公司都倾注大量人力物力进行研究，工业发达国家高压变频器技术已趋于成熟，国外几家著名电器公司都有高压大容量变频器产品，典型的如美国A-B（罗克韦尔自动化公司所属品牌）、欧洲的西门子公司、ABB 公司等。这些公司产品的电压一般为3-10kv，容量从250-4000kw，所采用的控制方式、变流方式及其他方面的关键技术也有很大差别。 A-B 从1990 年研制成功并开始投入商业运行的变频器主要采CSI-PWM技术，即电流源逆变-脉宽调制型变频器，采用电流开关器件，无需升降压变压器即可以直接输出6KV 电压，分强制风冷和水冷型，功率从300 到18000 马力，至今已经应用于多个行业上千台应用记录。是最有影响力，最为广泛接受的中压变频技术。美国罗宾康公司采用大量低压电压型开关器件，配合特殊设计的多脉冲多次级抽头输出隔离整流变压器，同样能够实现输出端直接6 千伏输出，由于是大量低压元件串接，故被称之为多极化电压性解决方案。西门子公司和ABB 公司分别采用中压IGBT 和IGCT 器件，是典型的电压型变频器。器件耐压等级为4160/3300V，直接输出电压最高达3300V。所以国内也有将此种方案称为高中方案，对应的将6KV-6KV（如A-B 方案）称为高高方案。中压变频器的发展和广泛应用是最近十几年的事情，相比之下低压变频器的应用却已经有超过二十年的时间。在中压变频器大面积推广应用之前，也出现了另外一种方案。即采用升降压变压器的“高-低-高”式变频器，

变频器的散热方式介绍

变频器的散热方式介绍 从目前变频器的构造分析，散热一般可分为以下三种：自然散热、对流散热、液冷散热。 1、自然散热 对于小容量的变频器一般选用自然散热方式，其使用环境应通风良好，无易附着粉尘及飘浮物。此类变频器的拖动对象多为家用空调、数控机床之类，功率很小，使用环境比较优良。 另外一种使用自然散热方式的变频器容量并不一定小，那就是防爆变频器。对于此类变频器小容量可以选用一般类型的散热器即可，要求散热面积在允许的范围内尽可能的大一些，散热肋片间距小一些，尽可能的增加热辐射面积。对于大容量的防爆变频器，如使用自然散热方式建议使用热管散热器。热管散热器是近年来新兴的一种散热器，它是热管技术与散热器技术结合的一种产品，它的散热效率极高，可以将防爆变频器的容量做的比较大，可达几百kVA。这种散热器相对普通散热器，所不同之处就是体积相对大，成本高。这种散热方式与水冷散热相比较还是有优势的：水冷要用水冷器件，水冷散热器以及必不可少的水循环系统等等，其成本比使用热管散热器散热高。业界反映热管散热器性能好，值得推广。 自然散热的另外一种方式就是“穿墙式”自然散热，这种散热方式最多减少80%的热量，其特点是变频器的主体与散热片通过电控箱完全隔离，大大提高了变频器元器件的散热效果。如图1b所示。这种散热方式最大的好处就是可以做到定时清理散热器，且能保证电控箱的防护等级做得更高。象常见的棉纺企业由于棉絮过多，经常容易堵塞变频器的通风道，导致变频器的过热故障，用穿墙式自然散热就能很好得解决这一问题。 2、对流散热 对流散热是普遍采用的一种散热方式，如图2所示。随着半导体器件的发展，半导体器件散热器也得到了飞速的发展，趋向标准化，系列化，通用化；而新产品则向低热阻，多功能，体积小，重量轻，适用于自动化生产与安装等方向发展。世界几大散热器生产商，产品多达上千个系列，并全部经过测试，提供了使用功率与散热器热阻曲线，为用户准确选用提供了方便。同时散热风机的发展也相当快，呈现出体积小，长受命，低噪声，低功耗，大风量，高防护的特点。如常用的小功率变频器散热风机只有25mm×25mm×10mm；日本SANYO长寿命风机可达200000h，防护等级可达IPX5；更有德国ebm大风量轴流风机，排风量高达5700m3/h。这些因素为设计者提供了非常广阔的选择空间。 对流散热正是由于使用的器件(风机、散热器)选择比较容易，成本不是太高，变频器的容量可以做到从几十到几百kVA，甚至更高(采取单元并联方式)才被广为采用。 3、液冷散热 水冷是工业液冷方式中较常用的一种方式，如图3所示。针对变频器这种设备选用该方式散热的很少，因为它的成本高，用在小容量变频器时体积大，再由于通用变频器的容量在几kVA到近百kVA，容量不是很大，很难将性价比做到让用户接受的程度，只有在特殊场合(如需要防爆)以及容量特别大的变频器才采用这种方式。 水冷变频器在欧洲已有近十年的历史，广泛应用于轮船、机车等高功率且空间有限的场合。相对于传统的风冷变频器，水冷变频器更有效地解决了散热问题，从而使高功率变频器

变频器复习题及答案

1、输出电磁滤波器安装在变频器和 电动机 之间，抑制变频器输出侧的 浪涌 电压。 变频器具有多种不同的类型：按变换环节可分为交—交型和___交-直-交________型；按改变变频器输出电压的方法可分为脉冲幅度调制（PAM ）型和_脉冲宽度调制（PWM ）___型；按用途可分为专用型变频器和___通用型__型变频器。 1．变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和 电流 型；按用途可分为通用型和 专用 型。 2．变频器的组成可分为主电路和 控制 电路。 4．变频器安装要求其正上方和正下方要避免可能阻挡进风、出风的大部件，四周距控制柜顶部、底部、隔板或其他部件的距离不应小于120mm 。 变频器按控制方式分类 ：压频比控制变频器 （ V/f ）、转差频率控制变频器 （SF ）、矢量控制 （VC ）、直接转矩控制。 变频器产生谐波时，由于功率较大，因此可视为一个强大的干扰源，其干扰途径与一般电磁干扰途径相似，分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边辐射等。 13．输入电源必须接到变频器输入端子R 、S 、T 上，电动机必须接到变频器输出端子U 、V 、W 上。 交-交变频根据其输出电压的波形，可以分为矩形波及正弦波型两种。 高（中）压变频调速系统的基本型式有直接高-高型、高-中型和高-低-高型等三种。 8．（：对）电压型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。 5.（错）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50Hz 。 16．变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即 交流调速 取代直流调速。 19．SCR 是指(可控硅)。 20．GTO 是指(门极关断晶闸管)。 21．IGBT 是指(绝缘栅双极型晶体管 )。 22．IPM 是指(智能功率模块)。 53．电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻L R 上的平均电压O U 为（ ）。 A ．2.342U B ．2U C ．2.341U D ．1U 107．下述选项中，（ ）不是高中压变频器调速系统的基本形式。 A ．直接高-高型 B ．高-中型 C ．高-低-高型 D ．交-交变频器 116．（ ）变频器矢量控制模式下，一只变频器只能带一台电动机。对

变频器的运行控制方式

变频器的运转指令方式 变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能，这些功能包括启动、停止、正转与反转、正向电动与反向点动、复位等。 与变频器的频率给定方式一样，变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制、端子控制和通讯控制三种。这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置，同时也可以根据功能进行相互之间的方式切换。 1操作器键盘控制 操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式，用户可以通过变频器的操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键来直接控制变频器的运转。 操作器键盘控制的最大特点就是方便实用，同时又能起到报警故障功能，即能够将变频器是否运行或故障或报警都能告知给用户，因此用户无须配线就能真正了解到变频器是否确实在运行中、是否在报警（过载、超温、堵转等）以及通过led数码和lcd液晶显示故障类型。 按照前面一节的内容，变频器的操作器键盘通常可以通过延长线放置在用户容易操作的5m以内的空间里。同理，距离较远时则必须使用远程操作器键盘。 在操作器键盘控制下，变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择。如果键盘定义的正转方向与实际电动机的正转方向（或设备的前行方向）相反时，可以通过修改相关的参数来更正，如有些变频器参数定义是“正转有效”或“反转有效”，有些变频器参数定义则是“与命令方向相同”或“与命令方向相反”。 对于某些生产设备是不允许反转的，如泵类负载，变频器则专门设置了禁止电动机反转的功能参数。该功能对端子控制、通讯控制都有效。 2端子控制 2.1基本概念 端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号（或电平信号）来进行控制的方式。 这时这些由按钮、选择开关、继电器、plc或dcs的继电器模块就替代了操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键，可以在远距离来控制变频器的运转。

一次风机高压变频器冷却方案

高压变频器冷却方案 由于变频器本体在运行过程中有一定的热量散失，为保证变频器具有良好的运行环境，需要为变频器室配备一套独立的冷却系统。综合冷却系统的投资和运营成本、设备维护量、无故障运行时间，现提出以下三种冷却系统解决方案： 一、空调密闭冷却方式 1.1系统介绍 为了提高高压大功率变频器的应用稳定性，解决好高压变频器环境散热问题。目前常用的办法是：密闭式空调冷却。该方法主要是为高压变频器提供一个固定的具有隔热保温效果的房间，根据高压变频器的发热量和房间面积大小计算出空调的制冷量，从而配备一定数量的空调。 采用空调冷却时，房间的建筑面积过大会增加空调冷却负荷。同时，由于变频器排出的热风不能被空调全部吸入冷却，因此，造成系统运行效率低，造成节约能源的二次浪费。变频器室内的冷热风循环情况如下图所示。 变频器从柜体的正面和后面吸入空气，经柜顶风机将变频器内部的热量带走排到室内。从而在变频器室上部形成一个温度偏高、压力偏高的气旋涡流区，在变频器的正面部分形成一个偏负压区。在运行中，变频器功率柜正面上部区域实际上是吸入刚排出的热风进行冷却，形成气流短路风不能达到有效的冷却效果。空调通常采用下进上出风结构，从而与变频器在一定程度上形成了“抢风”现象，这就是“混合循环区”。在这个区域变频器吸入的空气不完全是空调降温后的冷空气，空调的降温处理也没有把变频器排出的热空气全部降温，从而导致了整个冷却系统的运行效率不高。 变频器自身是节能节电设备，而通常采用的空调式冷却则造成能源的二次浪费。这种情况在大功率、超大功率的变频应用系统中更加明显。 1.2空调技术特点

a)高效制冷 b)广角送风，室温均匀舒适 c)防冷风设计，送风舒适 d)独立除湿 e)低温、低电压启动 f)室外机耐高温运转 g)室内密闭冷却 h)防尘效果好 i)运行成本高

变频器散热片

变频器散热片 1 引言 变频器作为一种变流器在运行过程中要产生一定的功耗。由于使用器件不同，控制方式不同，不同品牌，不同规格的变频器所产生的功耗也不尽相同。资料表明变频器的功耗一般为其容量的4~5%。其中逆变部分约占50%，整流及直流回路约40%，控制及保护电路为5~15%。10℃法则表明当器件温度降低10℃，器件的可靠性增长一倍。可见如何处理变频器的散热，降低温升，提高器件的可靠性，从而延长设备的使用寿命，更好的服务于社会是多么重要。字串7 2 散热方式的分类 变频器的散热分为以下几种:自然散热，强迫风冷，水冷。 2.1自然散热 对于小容量的变频器一般选用自然散热方式，其使用环境应通风良好，无易附着粉尘及飘浮物。此类变频器的拖动对象多为家用空调、数控机床之类，功率很小，使用环境比较优良。 另外一种使用自然散热方式的变频器容量并不一定小，那就是防爆变频器。对于此类变频器小容量可以选用一般类型的散热器即可，要求散热面积在允许的范围内尽可能的大一些，散热肋片间距小一些，尽可能的增加热辐射面积。对于大容量的防爆变频器，如使用自然散热

方式建议使用热管散热器。热管散热器是近年来新兴的一种散热器，它是热管技术与散热器技术结合的一种产品，它的散热效率极高，可以将防爆变频器的容量做的比较大，可达几百kVA。这种散热器相对普通散热器，所不同之处就是体积相对大，成本高。这种散热方式与水冷方式(后面将论述)相比较还是有优势的:水冷要用水冷器件，水冷散热器以及必不可少的水循环系统等等，其成本比使用热管散热器散热高。业界反映热管散热器性能好，值得推广。 2.2 强迫风冷 强迫风冷是普遍采用的一种散热方式。随着半导体器件的发展，半导体器件散热器也得到了飞速的发展，趋向标准化，系列化，通用化;而新产品则向低热阻，多功能，体积小，重量轻，适用于自动化生产与安装等方向发展。世界几大散热器生产商，产品多达上千个系列，并全部经过测试，提供了使用功率与散热器热阻曲线，为用户准确选用提供了方便。同时散热风机的发展也相当快，呈现出体积小，长受命，低噪声，低功耗，大风量，高防护的特点。如DELTA CPU风扇体积只有25mm×25mm×10mm;日本SANYO长寿命风机可达200000h，防护等级可达IPX5; 更有德国ebm大风量轴流风机，排风量高达5700m3/h。这些因素为设计者提供了非常广阔的选择空间。强迫风冷正是由于使用的器件(风机、散热器)选择比较容易，成本不是太高, 变频器的容量可以做到从几十到几百kVA，甚至更高(采取单

变频器运行方式分析

文章编号:1004—289X (2002)03-0001-03 变频器运行方式分析 刘美俊 (湖南工程学院,湖南　湘潭　411101) 摘　要:分析了变频器的三种运行方式,并提出了制动运行时外接电阻的计算方法,这种计算方法具有很大的实用性。 关键词:变频器;寸动运行;并联运行;制动运行中图分类号:TM 43 文献标识码:B A naly sis of Operat ion method of a Frequency T ransfo rmer L IOU M ei -j un (Hunan Engineering Inst itute ,Xiangt an Hunan 411101China ) Abstract :Threc operation metho ds of a frequency transformer ar e analyzed in the paper,and presents caluclation m ethod of ex ternal resistance at running under br aking.T his method is o f quite pr actical applicability . Key w ords :fr equency transfor mer ;small m ove o peratio n ;parallel o peratio n ;operation under braking 1　引言 在交流变频调速系统中,由于控制对象和系统的控制要求不同,因此变频器的运行方式也不一样,对不同的运行方式,应选择不同的外围设备和控制回路,以满足负载的要求。通常,变频器有多种运行方式,如正反转运行、寸动运行、并联运行、同步运行、带制动器的电机运行等方式,本文着重分析三种运行方式的控制线路,注意事项以及制动电阻的选择。 2　寸动运行 寸动运行是变频器最常用的运行方式之一,其控制电路如图1所示。 图中变频器正常运行,由接触器K 1控制,寸动运行时由接触K2控制,同时,当K2闭合时,可选择寸动运行频率,寸动频率通过改变电位器电阻的大小来确定。需要指出的是:第一,寸动运行时,由寸动运行用频率给定器给出低速的频率指令,而不是平常运行时使用的频率给定器,因为寸动运行时,频率不能太高,否则,电动机产生过大的起动冲击电流,损坏变频器,当然,寸动运转的控制回路也是单独设置的,单独给变频 器输入起动指令信号;第二,不要在变频器负载侧另加 接触器进行寸动运行,这样很容易损坏变频器,对于带制动器电机的寸动运行,停止时使用变频器的输出停止端子M RS 或RES(本图中未画出)。 3　并联运行 用一台变频器使多台电机同时并联运行,其控制线路如图2所示。 图1　电机寸动运行电路图 这时,不能使用变频器内的电子热保护,而是每台电机外加热继电器,再用热继电器的常闭触点串联去控制保护单元。此时,变频器的容量应根据电机的起动 方式确定。如果多台电机是同时由低频起动,变频器的容量应该大于或等于多台电机的容量和。同时,在加速

西门子标准变频器控制方法描述

西门子标准变频器控制方法描述

第一节速度矢量控制（MM440） 在矢量控制中，速度控制器影响系统的动态特性。特别是恒转矩负载，速度闭环控制有利于改善系统的运动精度和跟随性能。在矢量控制过程中，速度控制器的配置是重要的环节。 根据速度控制器的反馈信号来源，可以将速度矢量控制分为带传感器的矢量控制(VC)与无传感器的矢量控制(SLVC)两种。 ?编码器的反馈信号(VC)：P1300=20 ?观测器模型的反馈信号(SLVC)：P1300=21 在快速调试和电机参数优化的过程中，变频器会根据负载参数自动辨识系统模型，建立模型观测器，在没有传感器的情况下，系统也会根据输出电流来计算当前速度，作为速度反馈来构成速度闭环。 速度控制器的设定方式（P1460,P1462,P1470,P1472） ?手动调节 可根据经验对速度控制器的比例与积分参数进行整定 ?PID自整定 设定参数：P1400 当P1400.0=1,使能速度控制器的增益自适应功能，即根据系统偏差的 大小来自动调节比例增益系数Kp。在弱磁区，增益系数随磁通的降低 而减小。 当P1400.1=1,速度控制器的积分被冻结，只有比例增益，即对开环运 行的电动机加上滑差补偿。 ?优化方式自整定 通过设置P1960=1,变频器会自动对速度控制器的各参数进行整定。

第二节 转矩控制（MM440） 矢量控制分为速度矢量控制与转矩矢量控制，转矩控制与速度矢量控制的主设定频率 滤波 编码器反馈 观测器模型反 馈实际频率 滤波 PI 速度 控制器 系统 手动调节 自整定 优化整定 P1400.0=1 P1960=1

利德华福高压变频器分析

利德华福高压变频器 应用范围 近年来，我国年工业生产总值不断提高，但是能耗比却居高不下，高能耗比已成为制约我国经济发展的瓶颈，为此国家投入大量资金支持节能降耗项目，其中高压变频调速技术已越来越广泛的应用在各行各业，它不仅可以改善工艺，延长设备使用寿命，提高工作效率等，最重要的是它可以“节能降耗”，这一点已被广大用户所认可，且深受关注。 从1998年开始，利德华福人通过一年开发，一年开局试验，一年市场考验，其研发制作的HARSVERT-A系列高压变频调速系统，完全具有自主知识产权，适合国内电网特性，符合国内用户使用习惯。该系列高压变频调速系统自2000年投入国内市场后，在市政供水、电力、冶金、石油、石化、水泥、煤炭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，以及优异的产品性价比和周到的服务，受到用户的广泛欢迎。 火力发电：引风机、送风机、吸尘风机、压缩机、排污泵、锅炉给水泵等 冶金：引风机、除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵等 石油、化工：主管道泵、注水泵、循环水泵、锅炉给水泵、电潜泵、卤水泵、引风机、除垢泵等 市政供水：水泵等 污水处理：污水泵、净化泵、清水泵等 水泥制造：窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘风机、生料碾磨机、窑炉供气风机、冷却器排风机、 分选器风机、主吸尘风机等 造纸：打浆机等 制药：清洗泵等 采矿行业：矿井的排水泵和排风扇、介质泵等 其他：风洞试验等 系统原理

HARSVERT-A系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，直接3、6、10KV输入，直接3、6、10KV高压输出。变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。 系统结构

变频器的可靠性分析10页word

高压变频器基础教程 随着电气传动技术，尤其是变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。高压电机利用高压变频器可以实现无级调速，满足生产工艺过程对电机调速控制的要求，以提高产品的产量和质量，又可大幅度节约能源，降低生产成本。近年来，各种高压变频器不断出现，高压变频器到目前为止还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。根据高压组成方式可分为直接高压型和高-低-高型，根据有无中间直流环节来分，可以分为交-交变频器和交-直-交变频器，在交-直-交变频器中，按中间直流滤波环节的不同，可分为电压源型和电流源型。高-低-高型变频器采用变压器实行输入降压，输出升压的方式，其实质上还是低压变频器，只不过从电网和电机两端来看是高压的，是受到功率器件电压等级技术条件的限制而采取的变通办法，需要输入，输出变压器，存在中间低压环节电流大，效率低下，可靠性下降，占地面积大等缺点，只用于一些小容量高压电机的简单调速。常规的交-交变频器由于受到输出最高频率的限制，只用在一些低速，大容量的特殊场合。直接高压交-直-交变频器直接高压输出，无需输出变压器，效率高，输出频率范围宽，应用较为广泛。我们将对目前使用较为广泛的几种直接高压输出交-直-交型变频器及其派生方案进行分析，指出各自的优缺点。评价高压变频器的指标主要有：成本，可靠性，对电网的谐波污染，输入功率因数，输出谐波，dv/dt，共模电压，系统效率，能否四象限运行等。顺便指出，我们习惯称作的高压变频器，实际上电压一般为2.3-10KV，国内主要为3KV，6KV和10KV，和电网电压相比，只能算作中压，故国外常成为Medium Voltage Drive。 高压变频器正向着高可靠性，低成本，高输入功率因数，高效率，低输入输出谐波，低共模电压，低dv/dt等方向发展。电流源型变频器技术成熟，且可四象限运行，但由于高压时器件串联的均压问题，输入谐波对电网的影响和输出谐波对电机的影响等问题，使其应用受到限制。对风机和水泵等一般不要求四象限运行的设备，单元串联多电平PWM电压源型变频器在输入，输出谐波，效率和输入功率因数等方面有明显的优势，具有较大的应用前景。对于轧机，卷扬机等要求四象限运行和动态性能较高的场合，双PWM结构的三电平电压源型变频器会得到广泛的应用。 电流源型变频器(CSI：Current Source Inverter)采用大电感作为中间直流滤波环节。整流电路一般采用晶闸管作为功率器件，少数也有采用GTO的，主要目的是采取电流PWM控制，以改善输入电流波形。逆变部分一般采用晶闸管或GTO 作为功率器件。由于存在着大的平波电抗器和快速电流调节器，所以过电流保护比较容易。当逆变侧出现短路等故障时，由于电抗器存在，电流不会突变，而电流调节器则会迅速响应，使整流电路晶闸管的触发角迅速后移，电流能控制在安全范围内。为了对接地短路也实现保护，通常把滤波电抗器分为两半，上下直流母线各串一半。电流源型变频器的一大优点是能量可以回馈电网，系统可以四象限运行。虽然直流环节电流的方向不能改变，但整流电压可以反向(当整流电路工作在有源逆变状态时)，能量可以回馈到电网。 晶闸管目前工业应用的最高电压为8000V左右，当电网电压较高时，可采用

高压变频器技术要求_知识交流

高压变频器技术要求_

XXX矿高压变频器技术要求 一、使用条件 1.环境温度范围： 0℃～40℃ 2.海拔高度：≤1000m 3.相对湿度范围：≤95% 4.运行地点无导电及易爆尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。 5.电网情况：额定电压10000V±10%，额定频率50HZ±5% 6.额定功率：2×630kW 7.控制电机功率：2×450kW 8.象限数：二象限 9.拖动方式：采取一拖一 二、供货范围 高压变频器供货范围 高压变频器的主要和辅助设备的设计、制造、检查、试验等必须遵守下列标准的最新版本，但不仅限于下列标准。 GB 156-2003 标准电压 GB/T 1980-1996 标准频率

GB/T 2423.10-1995 电工电子产品基本环境试验规程振动（正弦）试 验导则 GB 2681-81 电工成套装置之中的导线颜色 GB 2682-81 电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色GB 3797-89 电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB 3859.1-93 半导体电力变流器基本要求的规定 GB 3859.2-93 半导体电力变流器应用导则 GB 3859.3-93 半导体电力变流器变压器和电抗器 GB 4208-93 外壳防护等级的分类 GB 4588.1-1996 无金属化孔单、双面印制板技术条件 GB 4588.2-1996 有金属化孔单、双面印制板技术条件 GB 7678-87 半导体自换相变流器 GB 9969.1-88 工业产品使用说明书总则 GB 10233-88 电气传动控制设备基本试验方法 GB 12668-90 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件 GB/T14436-93 工业产品保证文件总则 GB/T15139-94 电工设备结构总技术条件 GB/T13422-92 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波 IEEE std 519-1992 电力系统谐波控制推荐实施 IEC1800-3 EMC传导及辐射干扰标准 IEEE519 电气和电子工程师学会 89/336EC CE标志 GB 12326 电能质量电压允许波动和闪变 GB/T 14549 电能质量公用电网谐波 GB 1094.1~1094.5 电力变压器 GB 6450 干式变压器 GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求 GB17211 干式电力变压器负载导则 GB311 .1 高压输变电设备的绝缘配合 DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 四、变频器主要技术要求 1、变频器自带防谐波干扰电网装置，变频器输入侧对电网的谐波污染，在电机的整个调速范围内，必须满足GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》及IEEE519-1992国际标准的规定。变频器应对本体控制系统无谐波影响，如使用多脉冲整流器，整流桥脉冲数必须≥12脉冲。 2、变频器要求采用直接高-高形式，不能采用高-低-高形式，不允许有输出升压变压器，10kV输入，10kV直接输出单元串联多电平电压源形式。 3、2台变频器，需要采用主从控制方式，具有负载出力平衡功能，要求负载不平衡度小于5%。 4、变频器要求采用无速度传感器的矢量控制，同步误差率≤5%，具有启动转矩大的特点，可以重载启动皮带；低速特性好，可以低速验带；过载能力强，要求变频器具有相对电机150%60s/10min的过载能力。

变频器中常用的控制方式

变频器中常用的控制方式 1, 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直 接转矩控制等。 ⑴V/f 控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f 控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异 步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器 具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在 d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。 通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波,达到各 种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差 频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控 制方式在输出特性方面能得到很大的改善。但是，这种控制方式属于闭环控制方式，需要在 电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。 无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般需要专门的处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度的影响。 (4) 直接转矩控制

高压变频器的冷却方式

一、引言 在电力、化工、煤矿、冶金等工业生产领域要求高压变频器有极高的可靠性。影响高压变频器的可靠性指标有多项，其中在设计过程中其散热与通风是一个至关重要的环节。目前高压变频器有高-低-高式、元件直接串联式、中点箝位多电平式、单元级联式等多种方式，一般来讲，上述各种方式的高压变频器，其效率一般都可达到96~98%;但由于设备功率大，在正常工作时，仍要产生大量的热量。为保证设备的正常工作，把大量的热量散发出去，优化散热与通风方案，进行合理的设计与计算，实现设备的高效散热，对于提高设备的可靠性是十分必要的。 高压变频器设备功率较大，4％的功率损耗主要以热量形式散失在运行环境当中。如果不能及时有效的解决变频器室的工作环境温度问题，将直接危及变频器本体的运行安全；最终因为温度过高，导致变频器过热保护动作跳闸。为保证变频器具有良好的运行环境，必须对变频器及运行环境的温度控制采取措施。 二、冷却方式 通过变频器工程应用经验的积累，针对不同的应用环境现场提供完整的变频器冷却系统解决方案。常用的几种冷却方式主要包括：⑴风道开放式冷却；⑵空调密闭冷却；⑶空－水冷密闭冷却；⑷设备本体水冷却；⑸上述方式组合冷却。 1.风道开放式冷却 1.1冷却过程 冷风经变频室通风入口滤网进入变频器，经过对机体进行冷却后，再由变频器风道出风口将热风排出。 1.2安装方式 风道开放式冷却安装比较简单，只需在变频室的墙壁上开两个通风入口，安装上滤网，然后在变频器的柜顶风罩上向外引出出风口风道即可，如下图1所示： 1.3系统特点 (1)施工简单，维护量大； (2)费用低廉； (3)运行稳定性依赖于当地环境 2.空调密闭冷却 2.1容量选择原则 按照变频器的发热量和控制室环境实用面积来选择空调的容量。 2.2安装方式 变频器室安装空调时，要求变频器控制室空间要尽可能小，并且做好密封，避免夏季室外温度高带来的加热效应。空调的安装位置可根据现场实际情况布置在变频器两侧。具体设备布局如下图2所示。 2.3系统特点 (1)急速高效制冷 (2)童锁功能，防止误操作 (3)广角送风，室温均匀舒适 (4)防冷风设计，送风舒适 (5)独立除湿 (6)低温、低电压启动 (7)室外机耐高温运转 (8)室内密闭冷却

高压变频器技术规范书

****有限公司130吨锅炉工程高压变频调速成套装置 技 术 规 范 书 ****有限公司 2014年11月

1、总则 1.1本技术条件的使用范围为****有限公司锅炉替代与背压机改造工程一次风机、二次风机、引风机高压电机所用的高压变频调速成套装臵。它包括高压变频调速成套装臵的功能设计、结构、性能、安装等方面的技术要求。 1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 1.3 如果乙方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着乙方提供的设备（或系统）完全符合本规范书的要求 1.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与乙方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.5本规范经甲、乙双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。 1.6本设备规范书未尽事宜，由甲乙双方协商确定。 2、技术要求 2.1 遵循的主要标准 Q/（GZ）ZGPE1-2004 ZINVERT系列高压变频调速系统通用技术条件 IEC 76 Power Transformer; IEC 529 Protection Classes of Cases (IP code); IEC 1131/111 PLC Correlative norms; IEC 68 Correlative tests; IEC68-2-6 抗振动标准 IEC68-2-27 抗冲击标准 IEC 1175 Design of signals and connections; IEC 801 Electro-magnetic radiation and anti-surge-interference; IEC 870 Communication protocol;

(整理)高压变频器散热与通风的设计

高压变频器散热与通风的设计 硬件2009-06-02 10:56 阅读52 评论1 字号：大中小 1、引言 在电力、化工、煤矿、冶金等工业生产领域要求高压变频器有极高的可靠性。影响高压变频器的可靠性指标有多项，其中在设计过程中其散热与通风是一个至关重要的环节。目前高压变频器有高-低-高式、元件直接串联式、中点箝位多电平式、单元级联式等多种方式，一般来讲，上述各种方式的高压变频器，其效率一般可达95～97%;但由于设备功率大，一般为mw级，在正常工作时，仍要产生大量的热量。为保证设备的正常工作，把大量的热量散发出去，优化散热与通风方案，进行合理的设计与计算，实现设备的高效散热，对于提高设备的可靠性是十分必要的。 高压变频器在正常工作时，热量来源主要是隔离变压器、电抗器、功率单元、控制系统等，其中作为主电路电子开关的功率器件的散热、功率单元的散热设计、及功率柜的散热与通风设计最 为重要。 2、功率器件的散热设计

通常对igbt或igct模块来说，其pn结不得超过125℃，封装外壳为85℃。有研究表明，元器件温度波动超过±20℃，其失效率会增大8倍。功率器件散热设计关乎整个设备的运行安全。 2.1 在进行功率器件散热设计时应注意的事项 （1）选用耐热性和热稳定性好的元器件和材料，以 提高其允许的工作温度; （2）减小设备（器件）内部的发热量。为此，应多选用微功耗器件，如低耗损型igbt，并在电路设计中尽量减少发热元器件的数量，同时要优化器件的开关频率以减少发热量; （3）采用适当的散热方式与用适当的冷却方法，降 低环境温度，加快散热速度。 以目前最常见的单元级联式高压变频器为例，对其中一个功率单元为例进行热设计。功率器件采用igbt，其电路如图1所示。 2.2 损耗功率的估算 在设备稳态运行时，功率单元内整流二极管、igbt、续流二极管总的功率损耗即为散热器的耗散功率。因此热设计的第一步就是对上述器件的总功耗进行估算。

水泵变频运行的图解分析技巧

水泵变频运行的图解分析方法 作者：变频器世界 1 引言 水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。但其结果却有很多不尽人意的地方，有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的，本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。 2 水泵变频运行分析的误区 2.1 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律 流量比例定律Q1/Q2=n1/n2 扬程比例定律H1/H2=(n1/n2)2 轴功率比例定律P1/P2=(n1/n2)3 并由此得出结论：水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。 以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题： (1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水？ (2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，然后才随着转速的升高而升高？ 2.2 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线 很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。 图1 水泵的特性曲线

图1中，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA，管网理想阻力曲线R1=KQ与流量Q成正比。采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2，工作点为B，流量QB，扬程HB。采用变频调速且没有节流的特性曲线F2，理想工作点为C，流量QC，扬程HC;这里QB=QC。 按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。实际水泵变频调速时，频率降到30~35Hz以下时就不出水了，流量已经降到零。 2.3 变频泵与工频泵并联 变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水？是否工频泵的水会向变频泵倒灌？ 3 以上分析的误区 (1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。 (2) 在风机单机运行时，风门挡板不变且温度和密度不变时，管网阻力只与风机的流量有关，阻力系数为常数。因此其运行工况与标准工况相同，可以应用比例定律。但在风机并联运行时，由于出口风压受其它风机的风压的影响，出口流量也与总流量不同，造成工况变化，因此比例定律已经不再适用了。 (3) 相似定律在引风机中，如果挡板不变但介质温度和密度发生了变化时，作为特例，其形式也发生了变化，与上述比例定律不同，必须进行温度或密度的修正。 (4) 在水泵方面，比例定律仅适用于水泵的出水口和进水口之间没有高度差，即没有净扬程的情况。比如在没有落差的同一水平面上远距离输水，水泵的输出扬程(压力)仅用来克服管道的阻力，在这种情况下，当转速降到零时，扬程(压力)也降到零，流量也正好降到零，这是理想的水泵运行工况。图1中工作点A和C就完全适合这种工况，可以使用比例定律。 (5) 但实际水泵运行工况不可能达到理想工况，水泵的出水口和进水口之间是有高度差的，有时还很大。在水泵并联运行时，水泵的出水口压力还要受到其它水泵运行压力的影响。并联运行的泵要想出水，水其扬程必须大于其他水泵当时的压力。水泵出口流量并不是总管网流量，总管网流量为所有运行的水泵的流量和。由于管网总流量增大和阻力增大，因此并联运行的水泵扬程更高，工况发生变化，因此比例定律在此也不再适用。

变频器控制方式选型(精)

变频器控制方式选型 概述：本文介绍了通用变频器的控制方式，以及在实际应用中如何选择合理的型号。 关键词：控制方式选型 1引言 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 2变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380～690V，输出功率为0.75～560kW，工作频率为0～500Hz，它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2.2电压空间矢量（SVPWM）控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。 2.3矢量控制（VC）方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流 Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁