高压变频器全生命周期分析演示教学
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ppt课件•高压变频器基本概念与原理•高压变频器市场现状及发展趋势•高压变频器技术特点与优势•高压变频器选型与安装调试指南目录•高压变频器运行维护与故障排除方法•高压变频器在节能环保领域应用前景高压变频器基本概念与原理01CATALOGUE定义节能提高生产效率减少机械磨损定义及作用高压变频器是一种电力电子设备,用于控制和调节高压交流电机的速度和运行性能。
优化电机运行性能,提高生产设备的运行效率。
通过调节电机速度,使之与实际负载需求匹配,从而达到节能效果。
通过软启动和调速功能,减少电机和机械设备的磨损。
A BC D工作原理简介主电路结构高压变频器主电路一般采用交-直-交结构,包括整流器、中间直流环节和逆变器三部分。
中间直流环节平滑直流电压,储存能量。
整流将三相交流电转换为直流电。
逆变将直流电转换为频率和电压可调的三相交流电,供给高压交流电机。
高压变频器分类按电压等级分类如6kV、10kV等,不同电压等级对应不同的高压变频器产品。
按控制方式分类包括开环控制和闭环控制(矢量控制、直接转矩控制等)。
按功率等级分类从小功率到大功率,不同功率等级的高压变频器适用于不同的应用场景。
高压变频器市场现状及发展趋势02CATALOGUE市场规模与增长趋势市场规模近年来,随着工业自动化水平的提高和能源节约需求的增加,高压变频器市场规模不断扩大。
根据市场调研数据,2022年高压变频器市场规模已达到数十亿元人民币。
增长趋势随着国家节能减排政策的深入实施和工业企业对能源利用效率要求的提高,高压变频器市场将继续保持快速增长。
预计未来几年,市场规模将以每年10%以上的增长速度持续扩大。
主要厂商及产品特点主要厂商目前,国内外众多企业涉足高压变频器领域,包括ABB、西门子、施耐德、台达、汇川技术等国际知名品牌,以及英威腾、合康新能、森源电气等国内优秀企业。
产品特点高压变频器产品种类繁多,各具特色。
一般来说,高压变频器具有高效率、高功率因数、低谐波污染等显著特点。
2023-11-07•高压变频器概述•高压变频器系统组成及主要部件•高压变频器的控制策略与性能优化•高压变频器的调试与维护•高压变频技术的发展趋势与展望目•案例分析与应用实践录01高压变频器概述高压变频器是一种用于电力转换的设备,它可以将输入的电源电压进行调节,从而输出不同频率的电源。
高压变频器通常由输入变压器、功率单元、控制单元和输出变压器等组成。
高压变频器的定义高压变频器广泛应用于电力、冶金、化工、建材等领域,用于驱动电动机,实现电机的节能和调速。
特别是在电力领域,高压变频器被广泛应用于风力发电、水力发电、火力发电等场景。
高压变频器的应用场景高压变频器的工作原理高压变频器通过控制功率单元的开关状态,将输入的电源电压进行调制,从而输出不同频率的电源。
高压变频器的控制单元采用数字信号处理器(DSP)进行控制,可以实现高精度的调节和稳定的运行。
高压变频器采用直接高压变频技术,将输入的电源电压直接进行调节,无需进行DC/DC转换。
02高压变频器系统组成及主要部件高压变频器系统组成控制单元对整个系统进行控制和调节,保证系统的稳定运行。
逆变器将直流电源转化为交流电源,实现电机所需电压和频率的调节。
中间直流环节连接输入和输出,起到稳定直流电压的作用,为逆变器提供稳定的直流电源。
输入变压器提供初级电源的电压变换,同时实现电气隔离,保护系统安全。
功率单元高压变频器的核心组成部分,实现电压的变换和功率的传递。
整流器逆变器滤波器将直流电逆变为交流电,实现电压和频率的调节。
滤除输出电流中的高次谐波,保证输出电流的纯净。
03功率单元02 01将输入的交流电整流为直流电。
控制器根据输入信号和设定值,控制整流器和逆变器的运行,实现电压和频率的调节。
传感器监测系统的运行状态,将信号反馈给控制器,实现系统的自动控制。
控制单元冷却系统散热器将功率单元产生的热量散发到空气中,防止设备过热损坏。
风扇将散热器表面的热量吹走,加速空气流通,提高散热效果。
2023REPORTING 艾默生高压变频器培训ppt课件•高压变频器基本原理与结构•艾默生高压变频器产品介绍•安装调试与操作维护•故障诊断与处理技巧•应用案例分析与经验分享•总结回顾与拓展延伸目录20232023REPORTINGPART01高压变频器基本原理与结构变频器工作原理交-直-交变换原理将三相交流电通过整流桥转换为直流电,再通过逆变桥将直流电转换为频率可调的交流电。
PWM控制技术采用脉宽调制技术,通过改变脉冲宽度来控制输出电压的幅值和频率。
矢量控制技术通过坐标变换将交流电机等效为直流电机进行控制,实现高性能调速。
高压变频器特点及应用直接接入高压电网,无需降压变压器,减少投资成本和占地面积。
适用于大功率电机驱动,满足重载启动和调速需求。
采用先进的功率器件和散热设计,确保长时间稳定运行。
适用于电力、冶金、石油、化工、矿山等领域的大型电机驱动系统。
高压输入大功率输出高可靠性广泛应用包括输入滤波器、整流桥、直流环节、逆变桥和输出滤波器。
主电路结构辅助设备关键元器件包括控制电源、冷却系统、保护电路和人机界面等。
采用高性能IGBT 或IEGT 等功率器件,确保高效能量转换和低谐波失真。
030201主电路结构与辅助设备支持开环V/F 控制、闭环矢量控制和直接转矩控制等多种控制方式。
控制方式包括调速范围、稳态精度、动态响应、效率等指标,满足不同应用需求。
性能参数提供标准的通讯接口,如Modbus 、Profibus 等,方便与上位机或PLC 进行通讯。
通讯接口控制方式及性能参数2023REPORTINGPART02艾默生高压变频器产品介绍功率范围从75kW 到315kW ,电压等级为3kV 和6kV ,适用于风机、水泵等通用负载。
EV1000系列功率范围从315kW 到5MW ,电压等级为6kV 和10kV ,适用于大型风机、水泵、压缩机等重载负载。
EV2000系列功率范围从5MW 到20MW ,电压等级为10kV ,适用于大型工业设备、电力、冶金等领域。
高压变频培训课件(多应用)高压变频培训课件一、引言随着工业自动化程度的不断提高,高压变频器在电力、化工、冶金、水泥等行业的应用越来越广泛。
高压变频器以其节能、调速范围宽、运行稳定、维护方便等优点,成为了工业生产中不可或缺的设备。
为了提高大家对高压变频器的了解和应用能力,我们特此编写了本培训课件。
二、高压变频器的基本原理1.变频调速的原理变频调速是通过改变电机供电频率来实现电机转速调节的一种方法。
根据电机转速与供电频率的关系,可以得到如下公式:n=60f/p其中,n表示电机转速,f表示供电频率,p表示电机极对数。
通过调节供电频率,就可以实现电机转速的调节。
2.高压变频器的组成高压变频器主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成。
整流器将交流电转换为直流电,滤波器对直流电进行滤波处理,逆变器将直流电转换为可控的交流电,控制电路负责对整个系统进行控制和保护。
3.高压变频器的控制策略高压变频器的控制策略主要包括电压型控制和电流型控制。
电压型控制通过控制逆变器的输出电压,实现对电机转速的调节;电流型控制通过控制逆变器的输出电流,实现对电机转矩的调节。
三、高压变频器的应用1.节能降耗高压变频器在工业生产中具有显著的节能效果。
以风机、泵类负载为例,当负载需求降低时,通过降低电机转速,可以显著降低电机功耗,实现节能降耗。
2.提高生产效率高压变频器可以实现电机转速的精确调节,满足各种生产工艺的需求。
在提高生产效率的同时,还可以保证产品质量。
3.软启动功能高压变频器具有软启动功能,可以减少电机启动时的电流冲击,延长电机使用寿命。
4.保护功能高压变频器具有过载、过压、欠压、过热等多种保护功能,确保电机安全运行。
四、高压变频器的选型与维护1.选型原则(1)根据负载特性选择合适的变频器类型;(2)根据电机功率、电压等级等参数选择合适的变频器容量;(3)考虑变频器的性能指标,如调速范围、精度、响应速度等;(4)考虑变频器的可靠性、防护等级、环境适应性等。
高压变频器全生命周期分析目录一、高压变频器概况............................................... 错误!未定义书签。
二、高压变频器使用寿命分析....................................... 错误!未定义书签。
三、高压变频器主要器件寿命分析................................... 错误!未定义书签。
四、总结 ........................................................ 错误!未定义书签。
附录:高压变频器日常维护指导..................................... 错误!未定义书签。
一、高压变频器概况随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展,促进了电气传动的技术革命。
交流调速取代直流调速,计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。
交流电机变频调速是当今节约电能,改善生产工艺流程,提高产品质量,以及改善运行环境的一种主要手段。
变频调速以其高效率,高功率因数,以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
以前的高压变频器,由可控硅整流,可控硅逆变等器件构成,缺点很多,谐波大,对电网和电机都有影响。
发展起来的一些新型器件将改变这一现状,如IGBT、IGCT、SGCT等等。
由它们构成的高压变频器,性能优异,可以实现PWM逆变,甚至是PWM 整流。
不仅具有谐波小,功率因数也有很大程度的提高。
高压变频器无可非议的电机控制优越性及节能,使得在工业上得到了飞速的发展与应用,而今国内工业据最早一批高压变频器已使用有8~10年,存在巨大的隐患,本文以专业角度对高压变频器全生命周期进行分析,给出合理阐述并提出有效的方案来解决客户在高压变频器使用中遇到的疑惑。
二、高压变频器使用寿命分析首先需要说明一下,变频器的寿命不是说变频器的设计寿命,而是在不同的工业环境下使用的寿命,即实际的使用年限。
高压变频器全生命周
期分析
高压变频器
全生命周期分析
目录
一、高压变频器概况 (2)
二、高压变频器使用寿命分析 (2)
三、高压变频器主要器件寿命分析 (4)
四、总结 (5)
附录:高压变频器日常维护指导 (6)
一、高压变频器概况
随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展,促进了电气传动的技术革命。
交流调速取代直流调速,计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。
交流电机变频调速是当今节约电能,改善生产工艺流程,提高产品质量,以及改善运行环境的一种主要手段。
变频调速以其高效率,高功率因数,以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
以前的高压变频器,由可控硅整流,可控硅逆变等器件构成,缺点很多,谐波大,对电网和电机都有影响。
发展起来的一些新型器件将改变这一现状,如IGBT、IGCT、SGCT等等。
由它们构成的高压变频器,性能优异,可以实现PWM逆变,甚至是PWM整流。
不仅具有谐波小,功率因数也有很大程度的提高。
高压变频器无可非议的电机控制优越性及节能,使得在工业上得到了飞速的发展与应用,而今国内工业据最早一批高压变频器已使用有8~10年,存在巨大的隐患,本文以专业角度对高压变频器全生命周期进行分析,给出合理阐述并提出有效的方案来解决客户在高压变频器使用中遇到的疑惑。
二、高压变频器使用寿命分析
首先需要说明一下,变频器的寿命不是说变频器的设计寿命,而是在不同的工业环境下使用的寿命,即实际的使用年限。
并且此寿命并不是一个立即生效的时间而是随着故障率的大幅提高而判定的(寿命达到6~8年后故障率相比于平稳期的随机故障率在15倍左右,并且伴随着较多器件损坏的重大故障,极易造成设备的故障扩大及人员安全事故,且不可恢复)。
大量研究及实际考察表明,高压变频器的故障率随温度升高而成指数的上升,使用寿命随温度升高而成指数的下降,环境温度升高10℃,高压变频器使用寿命将减半。
这也是设备在夏季运行时平均故障率要高于其它季节的原因。
但恰恰环境是用户所忽略的,通用高压变频器一般使用的工业环境,除粉尘、湿度等不良等的因素影响外,环境温度也是最主要的导致高压变频设备故障及减少寿命的原因。
在使用环境及操作习惯的影响上,变频器根据所使用环境的不同一般的使用寿命在6~10年。
其中主要是在使用的过程中主器件的老化和绝缘水平的降低导致的。
注:数据曲线由有我司工程人员采集大量各品牌产品数据总结而出,仅代表一般规律趋势,实际情况以使用情况而定。
曲线分析:
在变频器使用中早期故障发生期(0-2年)故障率稍高于平稳随机故障期,早期故障原因主要是由人员操作及新建现场其它机械及电气设备造成,另外一部分原因由于现场前期设计阶段布置及散热考虑不合理造成。
此阶段故障为可控型故障,在现场设计及操作方面适当的指导可降低其故障发生(常见故障为过温、通信)。
平稳偶发故障期,随着使用时间的加长现场配合改动及人员操作的熟悉,及定期的除尘处理,故障率进入平稳期。
偶发性故障会发生,此阶段故障多集中在单元故障(由于设备结构为单元串联型个数较多,单元故障占有率较大),但故障不会造成重大影响,2-6年平稳期也为备件消耗期,偶发的故障可以及时维护(损坏件可维修性较高)或备件替换。
老化故障期,此阶段集中在6~8年及以后,由于器件的老化及绝缘程度的降低,故障率会有大幅的增高,备件替换频繁。
且由于多为器件本身老化问题,导致的故障不可修复,并具有一定的危险性。
易造成人员及其它设备的损坏。
变频器使用寿命到达末期若为不含工频旁路的系统,需着重注意以免故障修复时间长或不可修复故障造成生产中断。
给企业带来不必要的损失。
三、高压变频器主要器件寿命分析
机柜:无外力作用下一般使用年限远长于变频器的使用年限。
无需分析。
柜顶风机:以德国某知名品牌为例,其风机轴承设计寿命正常为50000~60000小时,相当于连续使用5.7~6.8年,若粉尘及湿度较高的应用场所寿命会有所降低。
虽然冷却风机为变频器重要的部分,但变频器均具有过热保护。
故障后不会造成更大的问题,且其更换方便,价格占比低。
前期及平稳期可考虑风机备件替换,易解决。
PCB板件、光纤:此类器件若非外力及强干扰及漏电流,在前期及平稳期故障率较低。
但在老化期故障会凸显,因其为控制系统及通讯桥梁,故障后判断定为简单迅速,且更换方便。
但由于PCB控制板及光纤为各品牌特定及设计器件,只能由原厂家替换。
此类器件还需考虑,变频器厂家的平台实力及长期合作的可能,避免后续备件购买困难。
移相变压器:此设备寿命较长,若无人员操作失误及外力损伤,并定期检查一般故障率很低。
影响变压器寿命的原因有如下:
1.海拔高度:高海拔情况下空气稀薄散热差导致温度高,降低绝缘能力。
2.超负荷运行:长期过负荷运行会严重影响寿命。
3.耐压试验:耐压试验为破坏性试验,严重影响寿命。
4.电网谐波:谐波会导致铁耗及铜耗的增加,加快绝缘老化。
功率部分:
电容:电压源型变频器(直流部分使用电容储能滤波)为市场主流机型,但其也是限制变频器寿命的重要因素。
电容一般设计寿命大于50000小时,此寿命是在标准工况应用下设计的。
电容的寿命与环境温度及工作电压有着密切的联系。
需要注意的是因高压变频器直流部分为电容串联的结构,所以在电容故障后极易引发此单元内其它电容因过压而损坏。
其常态使用寿命为6—8年。
IGBT及整流桥:此类器件为半导体器件,寿命与工作电压及电流有很大关系,大的冲击电压及电流会立即损害此器件。
避免过温及潮湿可以保证其较长的使用寿命。
四、总结
以上几章说明变频器及器件的使用寿命,总结出了主要器件的寿命影响因素。
高压变频器均为工业重要负载的驱动,需要定期的维护及检修。
良好的运行环境会提高变频器的寿命,但老化是不可避免的。
备件的替换适用于平稳期,但在老化后期功率部分出现问题后,备件替换只能将所有单元替换。
且单元替换后其他老化部件的故障很可能扩大化对新单元造成影响。
根据对行业的了解及数据的支撑,运行
8年左右的机器强烈建议整机替换,避免产生重大事故并减少故障对生产的中断。
附录:高压变频器日常维护指导。