HIVERT-Y06/154高压变频器在石油焦煅烧回转窑引风机控制系统中的应用

4 、HIVERT系列高压变频器特点与性能

(1)电源输出性能

HIVERT通用高压变频器采用功率单元多重化技术，显著削弱了输出谐波含量，其输出波形为正弦波，输出无需增加滤波装置，可以直接驱动普通高压异步电动机，同时电机不需因谐波而降额运行； 可使主回路电机、电缆绝缘免受dv/dt应力的损伤；没有谐波引起的脉动转矩，可延长电机和机械设备使用寿命；电机电缆在压降允许范围内无任何长度限制等特点。

(2)保护功能

HIVERT通用高压变频器设计有正常的过载保护、过流保护、缺相保护、接地保护、过压保护、过热保护外，还设置了限流功能、控制电源故障连锁保护、控制电源双路冗余热备、（可选）功率单元旁路功能、柜门报警功能、锁相功能、变/工频同期互切功能；其次，电机软启动对机械设备及管网无冲击，变频效率高达98%以上；功率单元采用光纤通讯，电气完全隔离，其安全性能高；控制功能配置完善，内置PID调节器，能方便地实现闭环控制系统；设置有多种通讯功能，隔离RS485接口，标配MODBUS RTU通讯规约，可选PROFIBUS DP，遵循工业以太网通讯规约，能较好地与众多厂家PLC和上位机通讯；配置了大容量数据存贮器，能准确的记忆故障记录、运行数据，十分适合故障定位和信息查询。
(3)变压器柜

HIVERT系列高压变频器采用隔离变压器，其副边设置多绕组输出，为功率单元提供独立的移相电源，有利于改善网侧的电流波形，降低设备对电网的谐波污染；根据不同的功率，配置相应的干式变压器专用冷却风机及柜顶离心风机，其冷却风机采用德国EBM风机，风量大，寿命长。

(4)功率单元采用低压IGBT模块为逆变器件

HIVERT系列高压变频器采用功率单元模块化设计，其功率单元采用低压IGBT模块作为逆变器件，与高压IGBT的三电平变频器比较，虽然功率器件数目较多，但在控制技术、制造工艺等方面上却十分成熟。其功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。功率单元和控制系统之间采用光纤通讯，实现强弱电的完全电气隔离，提高了整个系统的抗干扰能力。每个功率模块结构及电气性能完全一致，可以互换，十分方便整体装置的维修和运行，其原理结构如图4所示。

图4 HIVERT系列高压变频器功率模块控制原理图

(5)控制模式

HIVERT系列高压变频器采用数字信号处理器作控制芯片，全中文操作平台，柜体操作面板为12英寸独立真彩LCD显示和液晶屏直接操作界面，用于变频器接地控制、参数设置、显示变频器运行状态，查询故障记录及通讯联网等功能。其次、变频器操作还可采用异地远程控制（即变频器的频率设定通过上位机给定，如主界面的加减速键或"频率设定"设置运行频率，如图6所示）；另外还可用外部模拟信号直接给定控制。由于控制器设有PID调节功能，可很好地实现给定频率升、降速的平滑性和均匀性。变频器启动后运行于设定频率（可选择开环或闭环控制）。其实时状态监控、启动、停车、急停、复位、运行频率设定、参数刷新、故障记录查看等控制操作，均通过远程上位机或就地柜体操作面板实现。

图5 高压变频器远程频率设定、监控界面

(6)旁路柜或切换柜

HIVERT系列高压变频器设置了旁路柜或切换柜，开关可根据用户工况需求选用隔离刀闸、真空接触器、真空断路器或其他组合方式。旁路柜的配置目的是为了当变频器退出运行后，将电机投入工频电网运行，以保证生产作业的连续性；切换柜的作用是将变频器输出切换到不同电机控制而增设的配置。

5、控制系统原理

应用HIVERT-Y06/154高压变频器实现的石油焦煅烧回转窑负压调节风机控制系统原理如图5所示。通过回转窑总控制PLC、上位机实现风机远程监控和操作（手动和自动控制）。2008年7月设备到货，8月初现场安装，高压柜就位、柜内干式变压器与功率单元的连线、电缆连接和DCS程序及操作界面和运行曲线的制作。9月2日进行了安全上电联锁、变频器控制柜、电机（空、轻载和重载）等调试。9月28日投入正常生产运行。

图6 石油焦煅烧回转窑引风机变频驱动原理图