北京利德华福高压变频器优势培训资料

利德华福HARSVERT-VA系列高压变频器在水泥行业的应用文/ 技术工程系统孙立强一、引言水泥工业是国民经济生产中的能源消耗大户，已被列为国家节约资源的重点领域之一。

在国务院提出加快建设节约型社会的政策环境下，提高水泥行业的节能技术和应用水平，建立节约型水泥工业体系意义重大。

在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益和最高的劳动生产率。

在水泥的生产中，风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化。

大部分风机采用传统做法，即调节进、出风口挡板开度大小来实现风量调节，而该方法是以增加风阻、牺牲风机的效率来达到要求的，损耗严重。

电动机负载电耗就占成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机中占有很大的比重。

对于一条水泥生产线，其中有25%～30%的电能是用于拖动各种类型风机上。

风机电动机特别利用变频调速技术改变设备的运行速度，以调节风量的大小，可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节挡板而造成挡板和管道的磨损，从而避免经常停机检修所造成的经济损失。

目前，行业普遍认为高压风机电动机的变频调速改造是降耗增效的主要措施。

二、项目介绍河北矿峰水泥有限公司一期生产线，高温风机采用北京利德华福电气技术有限公司生产的高压变频调速系统，节能效果非常显著，用户非常认可。

于是在二期生产线中扩大使用北京利德华福电气技术有限公司变频调速系统，在生料磨循环风机、窑尾排风机、窑尾高温风机上都采用了北京利德华福电气技术有限公司变频调速系统。

（1）二期生产线窑尾排风机电机及其变频调速系统：电机2000kW,10kV（2）二期生产线高温风机电机及其变频调速系统：电机3350kW,10kV（3）二期生产线原料磨循环风机电机及其变频调速系统：电机4800kW,10kV三、利德华福高压变频器原理及特点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，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出，它对电网谐波污染小，总谐波畸变小于4%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置；输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机， 10kV每个系统共有24个功率单元，每8个功率单元串连构成一相，其系统结构如图1所示。

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。

一、利德华福变频器操作及显示面板如下图：1、急停开关该开关按下后自己锁定。

变频器运行情况下，按下急停开关，变频器立即封锁输出，同时控制高压真空断路器跳闸。

停机情况下急停开关按下，变频器不能启动。

在任何情况下，急停开关按下后就立即生效。

拔除开关帽，解除锁定状态。

2、本机控制/远程控制控制方式选择开关，当开关处于“本机控制”位置时，可以通过触摸屏的软件界面进行控制。

如果处于“远程控制”位置，则变频器的控制权交给上位机、用户操作台或DCS系统，触摸屏的启动、停机按钮无效。

3、系统复位系统复位按钮用于在变频器停机情况下对主控板发出复位命令，用于解除主控板死机等比较严重的系统故障，或者清除故障锁存状态。

变频器运行时，“系统复位”按钮无效。

4、报警解除报警解除按钮用于清除变频器故障时发出的报警音响。

报警解除后，变频器如果又发生新的故障，或者原故障消失后又重新出现，系统将重新提供音响报警，而用户仍然可以用“报警解除”按钮将报警音响清除。

二、主控制界面功能及介绍：主界面提供变频器当前控制方式、运行方式、运行数据显示，通过主界面用户可以完成变频器的功能设定、参数设定、波形显示、运行记录、故障查询。

在本控方式下，用户可以通过主界面对变频器直接进行启动、设定运行频率、停机、急停和复位等操作。

向变频器发出停机命令。

如果“远控/本控”选择开关选择为“远控”，则此按钮不起作用。

本控时，用户用急停按钮发出停机命令后，高压变频调速系统立即停止输出，负载电机按其自身惯性以及现场实际工况减速直至停机。

变频器处于待机状态时，该按钮为灰色无效状态。

向变频器发出停机命令。

如果“远控/本控”选择开关选择为“远控”，则此按钮不起作用。

本控时，用户用停机按钮发出停机命令后，变频器将按设定的减速时间减速停机。

在电机减速过程中，用户随时可以用启动按钮使变频器从当前速度重新恢复启动运行。

变频器处于停车状态或待机状态时，该按钮为灰色无效状态向变频器发出启动命令。

HARSVERT-A高压变频调速系统使用介绍第一节产品性能指标及功能第140条产品型号的意义额定电流（A）电压等级（KV）控制方式变频调速系统（VERT)产品系列（S）公司名称缩写（HAR第141条变频调速原理按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=(1-s)60f/p=n0*(1-s)（P：电机极对数；f：电机运行频率；s:滑差）从式中看出，电机的同步转速n0正比于电机的运行频率(n0=60f/p)，由于滑差s一般情况下比较小（0∽0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n0，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。

电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

第142条系统结构单元串联多电平拓扑结构组成：移相变压器、功率模块、控制器第143条性能、参数指标指标名称指标参数变频器容量（KV A）375 — 6000适配电机功率（KW）300 — 5000输入频率（Hz）45 — 55额定输入电压（V）6000±10%输入功率因数0.95（＞20%负载）变频器效率额定负载下＞0.96输出频率范围（Hz）0.5 — 120输出频率分辨率（Hz）0.01额定输出电流（A）36 — 600过载能力120% 60秒，150% 3秒模拟量输入0 — 10V/4—20mA第144条系统功能1、主电源掉电时，3秒内不停机，满足母线切换的需要通过程序实现。

主电源掉电后，主控箱在检测到功率模块全体报缺相故障时，不会立即跳高压开关，只是将变频器输出频率衰减，如果主电源在3秒内恢复正常，变频器也将恢复掉电前的运行频率；如果主电源在3秒内没有恢复正常，则变频器停止输出跳开高压开关。

2、控制电源掉电时不会停机，可以用UPS供电继续运行30分钟左右。

3、配置单元旁路功能，在局部故障时不停机。

在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，当功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT 的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。

利德华福高压变频器应用范围高能耗比已成为制约我国但是能耗比却居高不下，近年来，我国年工业生产总值不断提高，其中高压变频调速技术已越来为此国家投入大量资金支持节能降耗项目，经济发展的瓶颈，提高工作效率等，最延长设备使用寿命，越广泛的应用在各行各业，它不仅可以改善工艺，节能降耗”，这一点已被广大用户所认可，且深受关注。

重要的是它可以“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，其研发制从1998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，作的HARSVERT-A在市政供水、2000年投入国内市场后，该系列高压变频调速系统自符合国内用户使用习惯。

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、锅炉给水泵等引风机、除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵等冶金：风机、除石油、化工：主管道泵、注水泵、循环水泵、锅炉给水泵、电潜泵、卤水泵、引垢泵等水泵等市政供水：污水处理：污水泵、净化泵、清水泵等窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘风机、生料碾磨机、窑炉供气风机、冷却水泥制造：器排风机、分选器风机、主吸尘风机等打浆机等造纸：药：清洗泵等制采矿行业：矿井的排水泵和排风扇、介质泵等他：风洞试验等其系统原理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。

系统结构功率模块结构整流侧单相逆变电路，-直-交功率模块为基本的交正弦逆变桥进行为二极管三相全桥，通过对IGBT单相交流输出。

PWM控制，可得到每个功率模块结构及电气性能上完全一致，可以互换。

•培训背景与目的•高压变频器基础知识•高压变频器选型与配置•高压变频器安装调试与操作维护目录•故障诊断与排除方法•应用案例分析与讨论•总结回顾与展望未来发展趋势01培训背景与目的广泛应用技术发展市场需求030201高压变频器应用现状培训目标与意义通过培训，使学员掌握高压变频器的基本原理、结构组成和工作原理。

熟悉高压变频器的操作、调试、维护及故障排除方法。

提高学员对高压变频器选型、安装、调试、运行和维护的实际操作能力。

通过培训，推广高压变频器在节能降耗方面的应用，促进节能减排事业的发展。

掌握基本原理熟悉操作维护提升技能水平推广节能技术培训对象及要求培训对象培训要求02高压变频器基础知识高压变频器定义及分类定义分类工作原理与结构组成工作原理高压变频器采用交-直-交的工作方式。

首先将工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

结构组成高压变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

额定输入电压额定输出电压额定输出电流额定输出频率功率因数效率主要性能指标参数03高压变频器选型与配置选型原则及注意事项01020304负载类型额定功率电压等级环境条件主电路控制电路参数设置通讯接口硬件配置与参数设置选择适合的控制方式，如V/F 控制、矢量控制等，实现电机的精确控制。

控制方式保护功能调速范围人机界面根据需要选择保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护等，确保电机的安全运行。

根据负载特性和控制要求，设置合适的调速范围，满足生产工艺要求。

选择适合的人机界面，方便操作人员进行参数设置和监控。

软件功能选择及优化04高压变频器安装调试与操作维护安装前准备工作及注意事项确认安装环境准备安装工具检查设备注意事项调试过程检查项目清单电源检查通讯检查参数设置功能测试注意事项在操作过程中，应注意安全，避免触电、烫伤等危险情况的发生。

HARSVERT-A系列变频器的原理有15个（或21个）功率单元，每5个（或7个）功率单元串联构成一相。

10000V 系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。

2.输入变压器输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。

对3000V系列，变压器副边绕组分4级，每级电压430V，相互间移相15°，构成24脉冲整流方式；对6000V系列，变压器副边绕组分5级或7级。

对5级产品，每级电压690V，相互间移相12°，构成30脉冲整流方式。

对7级产品，每级电压490V，相互间移相8.57°，构成42脉冲整流方式；对10000V系列，变压器副边绕组分8级，每级电压720V，相互间移相7.5°，构成48脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率单元引起的谐波电流，可以大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到0.95以上。

另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，其工作电压由各个低压绕组的输出电压来决定，工作在相对的低压状态，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。

各功率单元间的相对电压，由变压器副边绕组的绝缘承担，避免了串联均压问题。

3.功率单元功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，每个功率单元都相当于一台交-直-交电压型单相低压变频器。

功率单元整流侧用二极管三相全桥进行不控全波整流，中间采用电解电容滤波和储能，输出侧为4只IGBT组成的H桥，电路结构如下图所示。

在任意时刻，每个单元仅有三种可能的输出电压，如果A+和B-导通，从U 到V的输出电压将为+Ud，如果B+和A-导通，从U到V的输出电压将为-Ud，如果A+和B+或者A-和B-导通，则从U到V的输出电压为0V。

通过控制A+、A-、B+、B-四只IGBT的导通和关断状态，在U、V输出端子可以得到VO的等幅PWM波形。

北京利德华福电气技术有限公司高压变频器技术优势一、单模块旁路技术（中性点漂移）目前利德华福生产的第四代Harsvert-A系列高压变频调速系统采用的是单模块旁路技术，较前三代单元模块旁路技术具备了更高的安全性能和可靠性能。

目前，我公司的单模块旁路技术是指当高压变频系统运行过程中出现一个功率单元故障时，系统可以自动旁路故障单元，同时改变三相输出电压的相位角保证线电压平衡。

从而，有效提高模块故障情况下的系统载荷；最大限度的减低因功率单元故障给生产带来的比例影响。

例如：当A相第3级功率单元发生故障时，系统将A3功率单元自动旁路；根据三相电压矢量叠加为零的原理，运用高速数字处理器增加AC相位角值，减小BC相位角，在500μS内完成相位角调整。

有效输出载荷位额定负荷的93％，对于提升机负载设备而言，几乎对生产运行不产生任何影响，大大提高了系统安全可靠性。

旁路图解见下图示。

C B700700700700777775600V56VC BA56V77777而其他企业目前采用的是同级模块旁路技术，是指当高压变频系统运行过程中出现一个功率单元故障时，系统也要同时旁路其它两相的同级两个功率单元。

例如：当A相第3级功率单元发生故障时，系统也同时将B3和C3的功率单元停止工作。

从而，保证变频器的输出三相电压平衡。

每相的有效工作电压由原来的3460V降低至2780V，三相输出的线电压最高值4800V；即，变频有效负荷降低为80％。

旁路图解见下图示。

C BC B由此可见，在6KV高压变频系统中，当一个模块故障时，单模块旁路技术仅损失了1/15功率，不会影响提升机的正常生产，利德华福高压变频允许单旁两个模块，仅做轻故障报警。

此项功能利德华福在国内是有专利的，目前全球仅有罗宾康和利德华福有此项技术。

而同级模块旁路要损失1/5功率，当发生模块故障时，无法使提升机提升重物，只能停机检修，对煤矿系统的安全生产是有隐患的。

●二、DSP无速度传感器的矢量控制技术北京利德华福高压变频器主控芯片使用的是美国高速度数字处理器DSP，而且控制系统使用的是无速度传感器矢量控制技术，不同于传统的V/F控制，在高性能控制器硬件平台上，结合先进的实用化的矢量控制技术，将电机的控制性能提高到一个新的高度。

HARSVERT-A系列变频器的原理有15个（或21个）功率单元，每5个（或7个）功率单元串联构成一相。

10000V 系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。

2.输入变压器输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。

对3000V系列，变压器副边绕组分4级，每级电压430V，相互间移相15°，构成24脉冲整流方式；对6000V系列，变压器副边绕组分5级或7级。

对5级产品，每级电压690V，相互间移相12°，构成30脉冲整流方式。

对7级产品，每级电压490V，相互间移相8.57°，构成42脉冲整流方式；对10000V系列，变压器副边绕组分8级，每级电压720V，相互间移相7.5°，构成48脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率单元引起的谐波电流，可以大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到0.95以上。

另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，其工作电压由各个低压绕组的输出电压来决定，工作在相对的低压状态，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。

各功率单元间的相对电压，由变压器副边绕组的绝缘承担，避免了串联均压问题。

3.功率单元功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，每个功率单元都相当于一台交-直-交电压型单相低压变频器。

功率单元整流侧用二极管三相全桥进行不控全波整流，中间采用电解电容滤波和储能，输出侧为4只IGBT组成的H桥，电路结构如下图所示。

在任意时刻，每个单元仅有三种可能的输出电压，如果A+和B-导通，从U 到V的输出电压将为+Ud，如果B+和A-导通，从U到V的输出电压将为-Ud，如果A+和B+或者A-和B-导通，则从U到V的输出电压为0V。

通过控制A+、A-、B+、B-四只IGBT的导通和关断状态，在U、V输出端子可以得到VO的等幅PWM波形。

XX集团有限公司硫酸风机、烟化炉鼓风机变频调速装置节能改造项目技术方案北京利德华福电气技术有限公司2008年1月17日一、企业简介北京利德华福技术有限公司是致力于高压大功率变频调速系统开发、研制、生产、销售和服务的高新技术企业。

总部位于中关村科技园区的上地信息产业基地，规模化的生产基地坐落在北京昌平区阳坊，为ISO9001认证企业。

2007年经过国家质量监督检验检疫总局和中国名牌战略推进委员会委托的权威技术部门综合评审，最终从国内众多高压变频器品牌中脱颖而出，被国家质量监督检验检疫总局评选为“中国名牌”并被国家信息产业部列入《节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录》。

公司注意到国内、外高压变频技术的发展及其应用前景，对我国电力、石油、石化、冶金、市政供水、造纸、制药、电力机车等行业进行了全面、系统的市场调研，率先提出“电机智能化”的概念，并预言：“智能电机时代”即将到来！经过多年的科研投入，2000年初，公司开发的第一台1000KW/6KV高压大功率变频调速系统（HARSVERT-A06/130）问世，并在北京化工试验厂投入了运行，节电率达到%。

2000年8月，国家电控配电设备质量监督检验中心、中国电力科学研究院分别对系统进行了严格的测试和检验，出具了权威性的《检验报告》。

2000年9月，国家经贸委机械工业局组织由中国工程院院士担任鉴定委员会主任委员的11位国内著名的专家、学者对产品进行鉴定，一致认为：“HARSVERT变频系统具有功能齐全、技术指标先进、可靠性高和便于维护管理等优点，处于国内领先水平，达到国际同类产品的水平，可以推广应用”。

2000年底，公司第一台450KW/10KV高压大功率变频调速系统诞生，于2001年1月在福州城门水厂成功地投入了运行，开创了我国10KV电压等级变频器现场应用之先河；2001年5月，凭借雄厚的整体实力，在四川电力系统一举中标四台800KW/6KV变频器，为公司高压大功率变频调速系统系列产品全面进入市场，奠定了坚实的基础。