HARSVERT-VA系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高－高電壓源型變頻器。變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控制器三部分組成。一般現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還輔以旁路柜、開(kāi)關(guān)柜等。
變頻器輸入側(cè)采用多重化移相變壓器實(shí)現(xiàn)隔離和諧波抵消。無(wú)須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置，多脈沖整流技術(shù)的應(yīng)用使得變頻器電網(wǎng)側(cè)諧波可滿足IEEE519-1992標(biāo)準(zhǔn)和GB/T14549-93標(biāo)準(zhǔn)。
變頻器輸出采用多個(gè)功率單元移相式PWM波形輸出串聯(lián)疊加，得到多電平高壓，實(shí)現(xiàn)較低的輸出電壓諧波、共模電壓和dv/dt。無(wú)須附加輸出濾波裝置，不會(huì)對(duì)電機(jī)的絕緣、軸承造成損害，可直接驅(qū)動(dòng)普通鼠籠式、繞線式異步電機(jī)和同步電機(jī)。
以10kV系統(tǒng)為例，圖1是變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，DSP控制器、新型一體化計(jì)算機(jī)和PLC一起構(gòu)成變頻器的控制和信號(hào)處理系統(tǒng)。此三者相互分工和協(xié)調(diào)，使變頻調(diào)速系統(tǒng)獲得最佳控制性能。
二、HARSVERT-VA系列產(chǎn)品概述
由于采用了高性能DSP芯片和新型一體化計(jì)算機(jī)，在秉承公司HARSVERT-A系列產(chǎn)品完美無(wú)諧波、高可靠性、功率/電壓等級(jí)覆蓋范圍廣、控制接口靈活等優(yōu)良品質(zhì)的基礎(chǔ)上，HARSVERT-VA系列無(wú)速度傳感器矢量控制高壓變頻調(diào)速產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)功能更為豐富、性能更高的高壓大容量交流傳動(dòng)控制。目前，HARSVERT-VA系列無(wú)速度傳感器矢量控制產(chǎn)品的性能指標(biāo)為：調(diào)速范圍100:1，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度0.5%，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間小于200ms，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%額定轉(zhuǎn)矩，基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
目前，HARSVERT-VA系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有以下功能：
恒壓頻比控制
這種控制方式最顯著特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，因而成為目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)變頻器生產(chǎn)廠家所采用的電機(jī)控制方式。對(duì)于大多數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、控制精度要求不高的場(chǎng)合，如風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)負(fù)載，可以滿足一般應(yīng)用要求。
無(wú)速度傳感器矢量控制
無(wú)需安裝復(fù)雜且不易維護(hù)的測(cè)速裝置，HARSVERT-VA系列變頻器僅需對(duì)輸出三相電壓、兩相電流進(jìn)行檢測(cè)，即可根據(jù)預(yù)先自動(dòng)測(cè)定的電機(jī)模型，進(jìn)行異步電動(dòng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩解耦控制，實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩負(fù)載啟動(dòng)和運(yùn)行。
速度閉環(huán)矢量控制
在調(diào)速精度、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要求更高的場(chǎng)合，安裝轉(zhuǎn)速傳感器后，可進(jìn)一步提高HARSVERT-VA系列速度閉環(huán)矢量控制變頻器的控制精度。
電機(jī)參數(shù)自動(dòng)整定
要實(shí)現(xiàn)矢量控制，需要檢測(cè)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子電阻電感參數(shù)。HARSVERT-VA系列變頻器可對(duì)異步電機(jī)自動(dòng)進(jìn)行電機(jī)學(xué)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)和空載試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī) 參數(shù)的自動(dòng)整定。
但是，需要注意的是，在進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自動(dòng)整定之前，要將電機(jī)軸和負(fù)載脫開(kāi)。而且在測(cè)定時(shí)，要多次旋轉(zhuǎn)電機(jī)，因此不能對(duì)電機(jī)進(jìn)行任何人工作業(yè)。
高壓掉電恢復(fù)自動(dòng)重啟
在某些用戶場(chǎng)合，給變頻器供電的高壓電網(wǎng)可能會(huì)發(fā)生短時(shí)電壓跌落或缺失，為了盡可能不影響正常生產(chǎn)，在設(shè)定時(shí)限內(nèi)，當(dāng)高壓掉電恢復(fù)時(shí)，HARSVERT-VA系列產(chǎn)品能自動(dòng)快速識(shí)別并跟蹤當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速，恢復(fù)正常運(yùn)行。
如果掉電超過(guò)設(shè)定時(shí)限，變頻器自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)
如果電機(jī)被負(fù)載拖動(dòng)仍在旋轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn)，變頻器能識(shí)別跟蹤電機(jī)轉(zhuǎn)速并拖動(dòng)負(fù)載到設(shè)定頻率運(yùn)行。
單模塊旁路功能
HARSVERT-VA系列變頻器采用單模塊旁路方式，全新的控制算法在保證輸出三相線電壓平衡的同時(shí)，獲得最大輸出能力，盡量不影響生產(chǎn)運(yùn)行。
同級(jí)旁路實(shí)現(xiàn)容易，算法簡(jiǎn)單，一般國(guó)內(nèi)變頻器廠家都采用同級(jí)旁路方式。與同級(jí)旁路相比，單模塊旁路算法比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度，但是能最大限度發(fā)揮變頻器的輸出能力。
以5級(jí)串聯(lián)變頻器為例，假設(shè)未有單元旁路時(shí)，系統(tǒng)最大線電壓輸出能力為100%，下表給出了兩種旁路方式時(shí)的最大線電壓輸出能力對(duì)比。
同步電機(jī)變頻調(diào)速及自動(dòng)勵(lì)磁控制功能
HARSVERT-VA系列變頻器可用于同步電機(jī)調(diào)速，并具有輸出功率因數(shù)閉環(huán)控制功能，能自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使同步電機(jī)運(yùn)行在用戶設(shè)定的功率因數(shù)。
多達(dá)十級(jí)功率單元串聯(lián)
根據(jù)需要，HARSVERT-VA系列變頻器可實(shí)現(xiàn)4-10級(jí)功率單元串聯(lián)，電壓等級(jí)覆蓋3-11kV，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率等級(jí)可達(dá)5000kW。
系統(tǒng)狀態(tài)變量的實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控
包括：輸入側(cè)和輸出側(cè)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)，電機(jī)轉(zhuǎn)速，多點(diǎn)溫度指示，變頻器狀態(tài)，等等。
除了顯示常用的電壓、電流、功率溫度等參數(shù)以外，監(jiān)控界面還具有軟件示波器功能，可供現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和監(jiān)控使用。
具有完善的電機(jī)和變頻器保護(hù)功能，盡量保證設(shè)備連續(xù)可靠運(yùn)行
工業(yè)級(jí)觸摸屏多語(yǔ)種監(jiān)控操作界面
歷史記錄，包括故障報(bào)警記錄、操作事件記錄
內(nèi)置PLC，開(kāi)關(guān)量、模擬量I/O接口擴(kuò)展靈活，可實(shí)現(xiàn)工藝變量PID調(diào)節(jié)功能
支持各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，如Profibus、Modbus等
三、HARSVERT-VA系列產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合
由于HARSVERT-VA系列產(chǎn)品有豐富的功能和靈活的電機(jī)控制方式，能適應(yīng)大部分高中低端高壓大容量交流調(diào)速場(chǎng)合?？蓮V泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、市政供水等行業(yè)，如風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)，等等。還能適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩負(fù)載或需要重載啟動(dòng)的場(chǎng)合，如球磨機(jī)、傳送帶，等等。
HARSVERT-VA系列產(chǎn)品的自動(dòng)勵(lì)磁功能更適合同步電機(jī)應(yīng)用。
輔以即將推出的能量回饋功率單元，HARSVERT-VA系列產(chǎn)品還可為能量回饋型負(fù)載提供卓越的控制性能，如礦井提升，絞車(chē)，等等。
四、與HARSVERT-A系列產(chǎn)品的兼容性
HARSVERT-A系列產(chǎn)品升級(jí)到HARSVERT-VA系列，為了配合新的控制系統(tǒng)使用，必須使用最新設(shè)計(jì)的電壓測(cè)量電路，并且把HARSVERT-A系列的控制箱換成DSP控制箱。并在一體化計(jì)算機(jī)的人機(jī)接口監(jiān)控軟件中，選擇DSP控制界面，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置。PLC程序可完全兼容。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著更多臺(tái)套的HARSVERT-VA系列無(wú)速度傳感器矢量控制高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在各種工況現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，越來(lái)越多的用戶逐步體會(huì)到HARSVERT-VA系列產(chǎn)品的先進(jìn)性和使用的方便性。這也標(biāo)志著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能無(wú)速度傳感器矢量控制高壓大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)——HARSVERT-VA系列產(chǎn)品真正并肩于國(guó)外技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)。我們期待著，HARSVERT-VA系列無(wú)速度傳感器矢量控制交流變頻調(diào)速系統(tǒng)能為我國(guó)的工業(yè)電氣自動(dòng)化貢獻(xiàn)更大的力量。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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