ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品原理简介

锅炉高压给水泵变频改造原理及应用分析[摘要]本文介绍了东莞中电新能源热电有限公司燃气轮机联合循环机组锅炉高压给水泵电机应用高压变频技术进行改造的原理，并对变频改造调试过程中的问题及解决方案进行了阐述；另外，通过改造前后高压给水泵实际运行参数的对比，对给水变频改造后的节能效果进行了分析。

[关键词]锅炉高压给水泵；高压变频器；变频控制；工频控制；节能;前言：东莞中电新能源热电有限公司两台余热锅炉的高压给水泵为KSB公司生产制造，每台炉配置两台泵，一用一备。

#1炉从2005年9月份投入运行，至今平均每台泵的运行时间6180小时。

在运行中存在以下问题：1.锅炉给水调节阀开度长期小于50％，阀门前后压差达3.5MPa，节流损失巨大。

2、阀门前后压差大，加速阀体磨损。

磨损导致阀门控制特性变差，影响机组安全运行。

3、给水泵出口压力高增加系统泄漏的可能性，影响机组安全运行。

4、调节阀等设备使用寿命短、日常维护量较大，维修成本高。

因此，从安全、经济运行的角度考虑，对高压给水系统进行变频技术节能改造，解决系统压力高和调节阀前后压差大，节流损失大的问题势在必行。

高压变频技术到目前已经发展较成熟，安全性方面不存在问题，价格也在逐渐降低。

变频调速是今后调速节能的发展方向。

综上所述，对高压给水泵进行变频改造是较合理的选择。

一.设备参数：高压给水泵及电机型号、参数如下表。

二.高压给水泵电机变频器选型：东莞中电新能源热电有限公司选用的是广州智光电气股份有限公司生产的ZINVERT-A6H750/06Y高压变频器，该系列智能高压变频调速系统的控制采用开环恒压频比控制。

主控制部分以双数字信号处理器（DSP）、超大规模集成电可编程器件（CPLD 和FPGA）为控制核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。

单元控制部分以可编程逻辑器件为核心，配合专用的IGBT 驱动和保护模块和检测回路。

HINV系列高压变频装置技术介绍● 二.HINV 系列高压变频装置性能特点：HINV 系列高压变频装置整机标准组成由主控柜、单元柜、变压器柜三部分组成，另外配有工频/变频切换柜，供用户选用。

主控柜内装主控箱、通讯光缆、PLC 及控制电器； 单元柜内装全部功率单元；变压器柜内装主变压器及变压器温度控制仪；切换柜内装两组高压隔离开关，通过不同的组合实现工频变频运行方式的切换。

监测窗高压变频装置整机结构抑制谐波、不污染电网HINV 系列高压变频装置采用多级移相整流技术，电流谐波小于2%，不对电网产生谐波污染，符合IEEE519-1992和GB/T 14549-93标准，无需另配谐波治理装置。

输入电压与输入电流波形多级PWM正弦波的电压输出和正弦波电流输出HINV系列高压变频装置为多重化PWM电压输出，输出电流谐波小于2%，无需外加输出滤波器，电机的转矩脉动小。

变频装置的输出dV/dt小，适用于各类新旧电机。

输出电压与输出电流波形高功率因数HINV系列高压变频装置在正常使用的电机转速范围内（20%～100%）输入功率因数均可达到0.95以上，无须外加功率因数补偿电容。

功率因数与转速的关系如图6所示。

功率因数-转速曲线高效率HINV系列高压变频装置整机效率≥96%，远高于其它类型调速装置。

高进—高出工作方式HINV系列高压变频装置为高进-高出工作方式，输入电网电压为3kV、6KV、10kV，输出为0～额定电压。

将用时只需在供电系统与电机之间直接接入变频装置即可，占地面积减小；用户的设备投资降低；无需采用昂贵的专用变频电机，而使用普通三相感应电动机即可。

大量节能、效益明显HINV系列高压变频装置具有高功率因数、高效率和变频调速的特性，可以广泛用于对风机、泵类的拖动装置进行调速控制，为用户大量节约能源。

电机软启动HINV系列高压变频装置提供多种电机启动曲线供用户选择使用，起动时间及起动电压可由用户自行定义，启动电流小，避免了大电机直接启动时产生的冲击电流以及对电网的影响，同时有效地延长了电机使用寿命。

张 军，苏永武（云南锡业大屯锡矿，云南 红河 661018）摘　要：文章对云南锡业大屯锡矿当前使用的半自磨机的运行状况和特性进行分析和研究，结合高压变频系统的特点，介绍了高压变频技术在磨机中的应用和实际运行效果，结果证明半自磨机应用变频调速是可行的，并且节能效果显著，值得推广。

关键词：半自磨机；变频调速；节能中图分类号：TM921.51文献标志码：A文章编号：2096-3092（2020）06-0044-03半自磨机应用变频调速的可行性研究Abstract: This paper analyzes and studies the operation status and characteristics of the semi-autogenous mill currently used in Datun Tin mine, Yunnan Tin industry. It introduces the application and actual operation effect of high voltage frequency conversion technology in the semi-autogenous mill combined with the characteristics of high voltage frequency conversion system. The result proves that semi-autogenous mill is feasible for the application of frequency conversion speed regulation, and the energy-saving effect is remarkable, which worths promotion.Key words: semi-autogenous mill, variable frequency speed regulation, energy saving(Yunnan Tin Industry Datun Tin Mine, Honghe, Yunan 661018)Zhang Jun, Su YongwuFeasibility Study on the Application of Variable Frequency Speed Regulation in Semi-Autogenous Mill云南锡业大屯锡矿下属选矿车间4000t 选矿系统使用的半自磨机由高压同步电机、传动轴、大小齿轮、润滑系统组成，配有慢转驱动系统。

股票代码：0 0 2 1 6 9河南南阳油田高压电机变频改造节能方案股票代码：0 0 2 1 6 91 项目介绍1.1能源形势与节能能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题。

据统计全球已探明石油储量只够使用30～50年。

我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位，但我国人口众多，能源资源相对匮乏。

而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的高压大功率变频调速技术，对于节能方面有着明显的效果。

我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上（不包括低压电动机），大部分为风机泵类负载，这些电动机大都由6kV/10kV驱动，它们大多工作在高能耗、低效率状态。

覆盖电力、石油、化工、冶金、制造、环保、市政等行业，其耗电量占全国总用电量的25％左右。

而水泵和风机的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。

如可根据所需的流量调节转速，就可获得很好的节电效果，一般可节电20％～50％。

1.2改造项目介绍本方案的改造对象是河南南阳油田高压电动机负载。

上述风机原先风门开度调节风量，存在着较大的能量损耗。

为降低能耗以及提高贵厂自动化水平，广州智光电气股份有限公司针对贵厂高压电机的运行数据和实际工况，同时结合我们以往节能改造工程中所积累的经验，经过我公司认真分析计算，贵厂以下设备进行变频改造将具有较显著的经济效益。

负载描述：电机铭牌参数负载参数安装调节方式电机型号Y450-4 负载型号SFY15.5D-C4A 安装方式额定功率kw355KW 负载类型引风机流量调节方式风门调节额定转速rpm1485r/min 负载轴功率kw 269KW额定电流A26A 额定流量m³/h 177503m³/h 额定电压V10KV 额定压力Mpa 4582Pa功率因数0.865负载效率84%股票代码：0 0 2 1 6 9防爆要求防爆等级IP23 现场照片环境温度夏季40℃现场噪音db 安装位置泵或风机的实际运行参数工况1 流量/阀开度28% 压力电机电流7A 年运行时间7900h工况2 流量/阀开度压力电机电流运行时间工况3 流量/阀开度压力电机电流运行时间一、直接节能收益：根据参数表运行参数及工况计算，引风机原运行功率约285KW，节电率约35%，单位时间节电功率约30KW,年节电量约30KW*7900H=237000KWH,按电价0.5元/KWH计算，年节电费约11.85万元！配套变频系统型号和外形尺寸如下所示：适配电机： 355kW 10KV 长深高重量旁路方式配置型号（mm）(kg)手动Zinvert-A8H450/10B 3500 1580 2650 3192自动4000 1580 2650 3492布局要求：四面到障碍物的距离（mm）旁路方式前后左右顶手动1000 1000 800 800 ＞300自动1000 1000 800 800 ＞300二、间接效益1、变频改造后，实现电机软启动，启动电流小于额定电流值，启动更平滑。

高压变频器原理及应用一、概述在能源日益紧张的今天，交流调速技术作为节约能源的一种重要手段，受到世界各国的重视。

变压变频控制可以平滑变速，调速范围广，效率高，功率因数高，还能降低启动冲击电流，获得较高的起动转矩，负载减速时可实现能量回馈的再生制动，使电动机快速逆转，并具有软启动、软停止，简单可编程，易构成自控系统。

交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项高技术。

它以其优异的调速性能、显著的节电效果和在国民经济各领域的广泛的适用性而被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方向。

它为提高产品质量和产量，节约能源、降低消耗，提高企业经济效益提供了重要的新手段。

变频器是将通用电源转换成电压可变，频率可变的适合交流异步电机调速需求的变换装置。

变频器是变频调速系统最为重要的设备。

对变频原理进行分析，异步电动机旋转磁场的转速为：n．=60fi/p，式中n1为同步转速r/min，fi为电源频率Hz，p为磁极对。

异步电动机输出轴的转速为：n=n1(l-s)=60f1(l-s )/p，式中s为异步电动机的转差率，s=（n1-2）/n1。

由此公式可看出：在保证转差率s和磁极对数p不变时，转速n与电源频率成正比，通过改变异步电动机的供电频率，就能改变电机的转速，从而实现调速。

二、分类对于3KV、6KV、10KV电压等级的电机称为高压电机，用于这类电机调速的变频器称为高压变频器。

国外对此电压等级的变频器称为中压变频器。

在高压变频器推出前，大功率高压交流异步电动机如需采用变频调速传动，有两种方法，一是靠低压器件功率单元串联组成高压，如罗宾康公司的高压变频器，由于控制复杂，功率器件太多而使得其可靠性下降，同时每个功率单元均为双电平结构，必须至少采用多重化技术才能满足谐波标准要求。

另一种就是“高一低一高”变频器，通过变压器将高压变低压（一般为690V），在低压侧变压变频，再由升压变压器升至和高压电动机相匹配的电压，组成高压交流调速传动装置。

ZINVERT型智能高压变频调速系统_ 系统原理ZINVERT系列智能高压变频调速系统采用功率单元串联技术，直接输出3kV、6kV、10kV电压，属高-高电压源型变频器。

由于采用功率单元串联而非功率器件的直接串联，因此解决了器件耐压的问题。

同时由于同相各级功率单元输出SPWM信号通过移相后进行叠加，提高了输出电压谐波性能、降低输出电压的dv/dt；通过电流多重化技术降低输入侧谐波，减小了对电网的谐波污染；主控制器采用最新电机控制专用双数字信号处理器（DSP）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD和FPGA）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制?PLC）构成系统控制部分。

ZINVERT系列智能高压变频调速成套系统整体结构上由旁路柜、移相变压器柜、功率单元柜及控制柜组成，见图1所示。

ZINVERT型智能高压变频调速系统的功率单元柜与控制柜是合二为一的，各部分功能说明如下：■ 功率单元柜功率单元柜为成套装置的核心部分，也是电机定子大功率变频电源的产生模块。

功率单元柜主要由功率单元箱（图1中A1～An,B1～Bn，C1～Cn）并辅以控制构成。

■ 功率单元箱功率单元箱的电气原理见图2所示，每个功率单元由外部输入三相电源A/B/C供电，经内部整流滤波后逆变成单相电压U/V输出。

整流由三相不控整流完成，滤波环节电容采用软充电技术可有效防止对充电电流对电容损害。

逆变部分采用当代最先进的IGBT功率器件，控制方法采用SPWM逆变控制技术，功率单元的输出波形见图3所示。

ZINVERT功率单元柜内各功率单元箱的原理与结构完全相同，通用性强，因此可相互替换。

功率单元内各器件的工作状态及相应的参数都有监控和保护，IGBT的逆变控制指令和所有的监控参数可通过一对光纤送至控制器，由于采用光纤传送数据，因此也大大提高了装置的抗干扰性。

尤其重要的是：ZINVERT每个功率单元箱内直流母线的电压都被实时传送至控制器，因此可在控制器操作界面上直接进行查阅，便于检修维护时的人身安全保护。

国产高压大功率变频器中PLC应用技术问题探讨【摘要】本文主要介绍plc在国产高压大功率变频器中的运用，并通过plc的特殊功能模块实现高压大功率变频器的pid闭环控制。

【关键词】 plc 高压变频器功能模块逻辑控制1 引言在国产高压变频器的设计中，为了提高高压变频器内部控制的灵活性以及在现场应用的可扩展性，通常在高压变频器中内置plc。

自从20世纪70年代第一台plc诞生以来，plc的应用越来越广泛、功能越来越完善，除了具有强大的逻辑控制功能外还具其他扩展功能：a/d和d/a转换、pid闭环回路控制、高速记数、通信联网、中断控制及特殊功能函数运算等功能，并可以通过上位机进行显示、报警、记录、人机对话，使其控制水平大大提高。

本文以国产高压变频器zinvert-h800/b10为例，介绍了三菱plc 在高压变频器控制系统中的运用。

2 高压变频器简介新一代高性能zinvert系列智能高压变频调速系统为直接高-高型变频调速系统，通过直接调节接入高压电机定子绕组的电源频率和电压来实现电动机转速的调节从而达到节能的目的。

它是集大功率电力电子控制技术、微电子技术、高速光纤通信技术、自动化控制技术和高电压技术等多学科为一体的高新技术产品。

该产品采用主流高性能专用双dsp控制系统和大规模集成电路设计，通过精确的数字移相技术和波形控制技术实现了高压电机的灵活调节和能耗控制。

3 plc在国产高压变频器中的设计使用3.1 plc主要逻辑控制（1）用户要求高压变频器在出现故障停机时能快速自动切换到工频旁路运行，笔者给高压变频器专门配置了可以实现自动旁路功能的旁路柜，如图1所示，k1～k4为手动操作刀闸，j1～j3为高压真空接触器。

在变频器发生故障时，旁路柜可以在几秒内完成从变频到工频的转换；而变频器在工频运行时，通过1个按钮就可以实现变频器从工频到变频的转换。

这样的控制要求增加了变频器整机控制逻辑的复杂性。

自动旁路柜控制逻辑简要介绍如下：变频调速系统退出变频转工频运行有两种方式，一种是自动方式，一种是手动方式，选择自动方式时，当变频器发生停机故障时变频器自动从变频转工频；选择手动方式时则需人工操作。

高压变频器故障原因与解决措施发表时间：2020-06-05T16:19:48.930Z 来源：《电力设备》2020年第4期作者：陈昌福[导读] 摘要：ZINVERT高压变频器目前在我国的供水管网系统以及电力发电系统当中广泛地使用，其不仅能够确保供水管网系统的压力稳定，还能够确保电网的稳定运作，防止高压电机开启时大电流冲击电动机绕组与电网。

（华润电力（贺州）有限公司广西贺州 542709）摘要：ZINVERT高压变频器目前在我国的供水管网系统以及电力发电系统当中广泛地使用，其不仅能够确保供水管网系统的压力稳定，还能够确保电网的稳定运作，防止高压电机开启时大电流冲击电动机绕组与电网。

此外，相比于定速机组，高压变频机组具备节能降耗的明显优势，为了确保高压变频器能够稳定安全运行，便需要分析高压变频器故障的主要原因，探讨有效的解决措施。

关键词：ZINVERT高压变频器；故障原因；解决措施ZINVERT系列高压变频器的安全隔离变压器的容量有800 KV A，运行额定电压是6KV，每相包括6组的功率单元，运行负载是6KV 离心水泵。

ZINVERT系列高压变频器主要利用3个高压开关提供变频器需要的电源，目前ZINVERT系列高压变频器多用于水务公司以及电力发电厂当中，发挥着重要的作用。

1、ZINVERT 高压变频器技术特点第一，系统原理。

ZINVERT 系列智能高压变频调速系统采用多个功率单元串联的形式。

电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术。

以6kV每相六单元串联为例，每个功率单元输出交流有效值V o是577V，相电压为3464V，线电压为6000VZINVERT。

第二，功率单元结构。

功率单元主要由三相桥式整流桥、滤波电容器、IGBT逆变桥构成，同时还包括由功率器件驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。

通过控制IGBT 的工作状态，输出PWM电压波形。

每个功率单元在结构及电气性能上完全一致，可以互换。

简述高压变频调速系统特点与应用1.前言最近些年我们国家的GDP持续的增加，随之而来的是大量的能源耗费，能源耗费已经成为制约我们国家经济快速发展的一大阻碍。

在这样的背景，我们国家投入了大量的资金支持低能耗产业的发展，我将在本文中介绍的高压变频调速技术，就是该领域的节能降耗技术。

此项技术在很多的方面超出现有的交流调速模式很多，例如，工作效率和功率因素，低频转矩，转差补偿，频率范围和动态响应等方面都有着很多的优势。

日后将会在更为广泛的行业里大量的使用。

它的使用将带来诸多的优点，例如工艺汇得到改善，机械设备的工作寿命会变长等。

将在业界被广大的用户所认同。

2.变频调速系统的分类及特点2.1高—低—高式变频调速系统高—低—高式变频器是将供电电压50HZ，6kV或10kV通过10（6）kV/380V 降压变压器经低压变频器变频，再用380V/10（6）kV升压变压器升压后驱动电动机。

这种变频技术风险系数低，相对资金投入少方便可靠，不足的是相对的工作效率不高变压器的能耗会加大。

2.2高—低式多级串联型变频器采用多级低压变频单元串联构成高压变频器，输入变压器为多绕组变压器，功率单元为独立的IGBT H桥智能模块，进行多个串联；通过输入变压器各二次绕组相位差，实现系统的多重化。

通过波形连续叠加法，对6kV系统，输入变压器二次的18个独立绕组对应18个功率单元独立工作，进行PWM控制，实现堆压成6kV输出，使输出波形正弦化，实现系统的无谐波化。

3.系统原理3.1系统结构控制器和移相变压器和功率单元构成了高压变频调速系统。

由10kV电源供电，有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一组。

3.2功率单元结构功率的单元的构成模式是一样的，可以交换单相逆变电路。

整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制可以得到交变的方波。

3.3输入侧结构输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，对于10KV电压等级的变频器，构成48脉冲整流方式，网侧对的电流波形会被这种多级移相叠加的整流方式大大改善，使其负载下的网侧功率因数接近1。

ZINVERT型智能高压变频调速系统产品介绍广州智光电气股份有限公司2008年8月目录1ZINVERT型智能高压变频调速系统的技术特点介绍 (3)2ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品原理简介 (7)3ZINVERT系列智能高压变频调速系统产品功能介绍 (10)4产品主要技术性能指标 (15)5ZINVERT系列智能高压变频调速系统设备配置情况 (18)6主要元器件生产商 (23)7设备冷却方式说明 (24)8常见的高压变频器主电路结构及特点 (24)1 ZINVERT型智能高压变频调速系统的技术特点介绍我公司研发生产的ZINVERT型智能高压变频调速系统为直接高压输出电压源型变频器，它通过采用多级H桥功率单元箱级联的方式实现了高压的完美波形输出，无需升压即可直接拖动普通异步电动机，无需加装任何滤波器，谐波指标严格符合IEC及国标对电网谐波最为严酷的要求。

相比而言，我司产品具有如下优势：➢功率因数高、谐波污染小、体积小、效率高电压源型直接高－高变频器，相对于电流源型高压变频器，具有功率因数高，无需滤波器等优点。

➢抗电压波动能力更强，掉电自动恢复功能ZINVERT变频调速系统对电网电压适应范围宽，网侧电压即使在65％～115％Ue范围内波动时装置不会停机，在－15%～＋15%范围内波动时在我方控制技术的支持下仍可带额定负载持续运行。

电网电压低于65％额定电压后，装置终止高压输出，但电压恢复正常后可自动无冲击启动电机（可设定）至正常运行状态，不会影响连续生产。

➢专有核心“STT”技术，旋转负载直接启动在智光公司在2004年攻克该技术之前的市场上的高压变频器均要求用户在启动高压变频器前需保证负载转速为0（静止或接近静止）。

在智光在2004年推出时市场上的所有高压变频器产品均无此功能（当然由于此功能一面世就使用户认识到此功能对提高高压变频器可靠性的巨大意义，招标时开始将此列为必须的技术条件。

ZINVERT系列高压变频调速系统的该项技术在2004年经过国家权威机构的现场检验（见型式检验报告），成为国内市场首家具有该功能的产品，该技术的攻克大大推进了国产高压变频调速技术的成熟。