啟動柜
當(dāng)變頻器適配電機功率≥1800kW時,系統(tǒng)增配啟動柜。啟動柜可以有效抑制變壓器上電瞬間的激磁涌流,防止引起上級電源柜速斷保護裝置動作,還可以為單元直流電容預(yù)充電。
啟動柜中配置啟動電阻,可降低上電產(chǎn)生的沖擊電流。不同容量變頻器啟動電阻阻值及功率有所不同,預(yù)充電后,按照設(shè)定程序,通過真空接觸器短接電阻。
變壓器
隔離變壓器為干式變壓器,采用強迫風(fēng)冷:原邊為星形接法,與進線高壓直接相連或通過啟動柜相連;副邊繞組為延邊三角形接法,繞組間有固定的相位差,通過電抗器為功率單元提供電源。
變壓器配有溫控儀,控制系統(tǒng)通過溫控儀實時監(jiān)控變壓器繞組溫度:當(dāng)變壓器繞組溫度較高時,系統(tǒng)發(fā)出輕故障報警并開啟變壓器底部風(fēng)機;當(dāng)溫度超過報警或跳閘設(shè)定值時,系統(tǒng)發(fā)出輕故障報警或跳閘信號。
功率單元
功率單元輸入端與電抗器相連后接變壓器二次線圈的三相低壓輸出。當(dāng)變頻器適配電機功率小于1800kW時,功率單元增加緩沖環(huán)節(jié),用以單元預(yù)充電限流及保護輸入側(cè)IGBT。
當(dāng)變頻器適配電機功率超過或等于1800kW時,取消單元緩沖環(huán)節(jié),由啟動柜實現(xiàn)單元預(yù)充電限流及保護輸入側(cè)IGBT功能,因此功率單元與電抗器直接相連。
HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品理論具備100%額定功率的能量回饋能力。功率單元利用IGBT進行同步整流:同步整流控制器實時檢測單元輸入電壓幅值及相位,通過控制整流側(cè)IGBT所產(chǎn)生的電壓與單元輸入電壓的相位差,從而控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向——單元電壓相位超前,功率單元將電能回饋給電網(wǎng),反之電功率由電網(wǎng)注入功率單元。
電功率的大小及流向由單元電壓決定。就同步整流而言,整流側(cè)相當(dāng)于一個穩(wěn)壓電源,相位差偏差通過矢量控制算法、PID調(diào)節(jié)生成。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由控制器、接口板和人機界面(包括柜門按鈕等)組成。
HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術(shù)。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標(biāo)下,電機定子電流分解成勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵磁電流不變,控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制了電機轉(zhuǎn)矩。電機轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實際運行中給定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流iT*。經(jīng)過矢量變換將iT*、iM*與實際反饋回的勵磁電流iM轉(zhuǎn)矩電流iT相比較,經(jīng)過空間矢量控制,*終生成三相電壓驅(qū)動信號。
HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定(頻率給定)與速度反饋相減得出速度誤差,速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref;idref勵磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)需要進行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機和負載得出的經(jīng)驗值。
電機三相電流反饋ia、ic經(jīng)傳感器采樣,然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進行Clarke變換,變換后輸出ialpha、ibeta;ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq;id、iq值與給定值iqref、idref求誤差,進行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref;Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta;Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機定子三相電壓Va、Vb、Vc值;三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM(脈寬調(diào)制)的比較值比較輸出PWM波形到逆變器從而驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。