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中国单机容量最大的高压多电平变频器
株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
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摘要:根据国家有关部门的调查统计,交流电动机消耗我国总发电量的60%以上,而70%左右的电机需要变负荷运行。这些电机采用变频调速后,节电率可达30%左右。《中华人民共和国节约能源法》第39条已将变频调速列入通用节能技术加以推广。变频调速已成为我国节能的一项重点推广技术,受到政府和企业的普遍重视

关键词:变频器 高压变频 绝色 环保

采用多电平变频器是实现高压大容量电能变化的有效途径功率单元串联多电平技术是21世纪世界上最新的变频技术由于多电平变频器具有节能高效、输出性能优越及无谐波污染的优点而被称为“绿色变频器”。

南车时代旗下子公司株洲变流技术国家工程研究中心早在20世纪末就开始研究多电平变频器技术经过多年来对多电平变频器拓扑及控制策略进行深入的研究取得了巨大的成功2000年同美国密歇根大学合作共同研发GVF高压变频器广泛应用于各种工业技术领域

目前,株洲变流技术国家工程研究中心已具有输出电压为3.8kV6kV10kV等级的各种功率范围的系列产品,并已成功进入市场,受到客户好评。

· GVF系列高压变频器

GVF系列高压变频器是目前国产容量最大、且正式投入使用的高压变频器

      

 GVF系列高压变频器采用三电平单相逆变器模块串联的多电平拓扑结构,模块化设计制造技术,功率单元可以互换,电压等级组合灵活,维护简便。采用全中文windows操作界面,界面友好,参数设定方便,可打印输出运行报表

GVF系列高压变频器主电路的开关器件选用国际上批量生产且技术先进的大功率IGBT器件,控制器件则以美国TI公司生产的性能优异的DSP微处理器为核心,外围广泛运用PLC控制器,其他主要部件采用合资企业或优选的国内企业的产品,产品质量稳定可靠

GVF系列高压变频器对外部电网和负载电机无谐波污染和绝缘损害,效率高,是当之无愧的“绿色变频器”。

 GVF系列高压变频器电流大(1200A)、容量高(7500kVA),在国产高压变频器中处于领先地位,同时该产品通过了国家科委及中国科学院的正式验收,已在我国上海正式投入运行,深受客户的称赞

相邻功率单元的输出端相互串联,三相按Y形接法连接,实现变压变频的高压直接输出,供给高压电机。通过对每个功率单元输出的PWM波形移相叠加,可得到阶梯正弦PWM波形

每个功率模块结构及电气性能上完全一致,可以互换

 

人机交互控制界面

系统功能

 

     1.  保护功能:

变频器功率部分过流、过热保护,输入过、欠压保护等;

     2.   冗余性功能:

采用标准模块串联实现高电压输出,提高了变频器的冗余度及可靠性;

         3.   电流限制功能:

在控制上设置电流限制,避免起动或负载突然变化时变频器输出电流过大而导致保护动作

         4.  

V/f曲线设定

控制接口功能

设有0——10V/4~20mA模拟输入输出信号接口、数字输入输出接口以及总线接口,总线接口可以选择现场控制或/和远程控制方式

         5.   参数设定功能:

PID参数设定

全中文windows 操作界面变频器参数设定方便可打印输出运行报表可以根据应用情况的不同,设定V/f控制曲线

         6.   波形显示功能:

可显示变频器输出电压输出电流、变压器原边电压、变压器原边电流。

         7.   故障查询功能:

高压变频器具有故障定位及查询功能。在任何情况下,用户都可以通过故障查询窗口获知系统的当前情况及已经发生过的历次故障信息,包括故障发生的时间、原因、位置,以便采取相应的处理措施

         8.   频率躲避功能:

变频器设有5个频率躲避区,可以避开机组共振频率点或风机的喘振区域

         9.   电机软起动功能:

保证电机平稳起动起动和停机时间在2——2000秒内连续可调

       10.辅助节电运行功能:

冷却风机电源取自整流变压器辅助绕组,风机仅在上高压后运行

     11.旁路功能

如旁路电路图所示,高压变频器配有旁路开关柜(可选配置),旁路柜分自动和手动旁路柜两种

手动旁路当高压变频器在故障维护状态时,可将旁路柜的QF1QF3断开,然后合上QF2,将高压变频器隔离,从而不影响负载的正常运行

自动旁路高压变频器可实现正常状态时的软启动,工频运行与变频运行的相互切换等功能;变频器故障状态时可自动进行旁路,变频器检修维护时可通过自动旁路开关柜的手动档实现负载电机的起停,从而满足某些用户的负载不断电要求

 

     12.“一拖多”功能

如“一拖多”电路简图所示,在功率、电压等参数匹配的条件下,高压变频器可同时带多台电机变频运行,同时控制多台电机的起动和停机

13.     运行方式设定功能

开环控制运行频率由用户直接给定

 闭环控制:内置PID调节器,根据用户设定(压力、温度等)的目标值,自动调节变频器输出

 矢量控制:启动转矩大,动态响应快,控制的稳定性好、精度高

 

系统特点

    —  输入功率因数高,对电网无谐波污染

    —  采用无极性薄膜电容器,使用寿命长

    —  对电机无绝缘损害,适合普通交流电机

     —  运行效率高,节能环保

    —  功率电路模块化,维护简便

    —  控制系统采用高性能DSP芯片,运算速度快

    —  支持RS485Profibus,Modbus,GPRS等通讯协议

   —  可实现远程监控诊断

 

技术优势

株洲变流技术国家工程研究中心作为国家级的变流技术与工程化的基地,一直以来都是中国轨道交通电传动领域以及大功率变流器设计制造领域的领跑者,其强大的技术优势体现在

1)    丰富的高压晶闸管研制及应用经验

2)     丰富的IGBTIGCTGTO的应用经验

3)       丰富的轨道交通和工业变频器的研制和应用经验

4)        可靠的微机测控技术

5)        可靠的光纤通信、光电触发技术

6)        可靠的高压绝缘技术

7)        可靠的电子产品制造流程和工艺

8)        完善的系统监控、保护技术

9)        完善的实验手段

10)     完善的电力供电系统分析、仿真

 

技术特点

株洲变流技术国家工程研究中心以其雄厚的技术实力,追踪世界最新的变流技术设计制造的GVF高压变频装置具有以下的技术特点

1)        以成熟的大功率IGBT为主电路部件,结构模块化设计,功率单元模块可以互换,电压等级组合方便,具有高可靠性和维护性

2)        采用低感母排(BUSBAR)技术,优化元件连接,电感极低,降低IGBT器件关断过电压,提高电压安全裕量

3)        采用了软充电的预充电电路,输入变压器无空闸合闸的励磁涌流,并延长了电容器的使用寿命

4)        小电流采用工业级IGBT、大电流采用牵引级IGBT、通常不采用IGBT元件的串并联形式,无均压与均流问题。IGBT采用德国EUPEC或日本三菱的器件

5)        功率单元直流环节滤波储能元件采用金属化聚丙烯膜自愈式电容,使用进口安全膜,寿命长达20年,是普通电解电容寿命的3^4倍,整个寿命期间,完全免维护,且具有较强的电网浪涌吸收能力

6)        采用多模块串联式结构,直接高-高电压源型变频器,直接高压(10KV6KV3KV)输入,直接高压输出(10KV6KV3KV)。

7)        输入功率因素高(20%以上负载时,可达0.95以上),输入谐波电流小(20%以上负载时,THD2%以内,单次谐波在0.1%以内),不需功率因数补偿和谐波抑制装置

8)        小功率采用交错式风冷散热器,大功率采用高效水冷散热器,冷却效果较好,IGBT电流安全裕量较大

9)        采用光纤传输技术隔离高、低压系统,技术先进,绝缘可靠

10)     主控制器采用现代先进的TI公司的浮点型DSP芯片。采用双DSP全数字控制平台,性能强大,卓越可靠

11)     输出波形综合PWM波开关频率高` 频器对电机负载没有任何特殊要求

12)   可靠性高,MTBF25000小时以上;同时具有功率单元故障旁路功能(专有技术),当一个功率元件出现故障,在几十个微秒以内能将此模块旁路,其余模块继续工作,中心点飘移。旁路过程中没有电流冲击,并且保证三相输出平衡。当只有一个模块出现旁路,可以继续满额使用;如出现三个以上模块故障时,可继续降额使用

13)     总谐波电压畸变率(THD<2.5%,10KV处高次谐波电流≤2%

14)     内置PID调节器,可实现风压或水压的恒压闭环运行,设置全中文人工交换界面,PID参数在人机界面上可调

15)     在低的输入电压下,变频器可以完成全部的静态调试功能

16)     采用一系列防干扰措施,通过EMC试验

17)     完善的装置自诊断功能

18)     可靠的保护功能,每个模块均有独立的保护电路及状态检测电路

19)       电压谐波在4%以内,电流谐波在1%以内,符合普通高压电机对电源谐波的标准要求

20)     保护方式完备;

 

关于株洲变流技术国家工程有限公司

 

   

     变流技术国家工程研究中心于1995年经国家计委批准,依托于株洲南车时代成立,是从事电传动系列前沿核心技术,变流技术产品模块化,标准化研究的专业化研究中心,是以提升我国变流技术与电传动技术的自主知识产权和核心竞争能力为战略目标的国家级的工程化研究基地。作为国家级的变流技术与工程化基地,在我国变流技术和电传动技术领域发挥牵引和导向作用

     1995年成立以来,工程中心先后建起了变流技术应用实验室、变流技术综合实验室、控制技术与计算机控制系统开发实验室、电磁兼容性实验室、冷却技术实验室、高压实验室等一批拥有先进设备设施的实验室,总投资6000多万元2001年,国家发改委组织对工程中心进行了验收并正式授牌。目前,中心已先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14000环境体系的认证。领先的工艺技术、与国际接轨的管理体系,是中心产品品质的有力保证

    年轻化、知识化、专业化的人才队伍使变流技术国家工程研究中心具备了强大的研发能力,技术委员会成员均由国内外知名专家组成。株洲南车时代的企业博士后研究工作站就设立于工程中心

变流技术国家工程中心先后承担了国家级课题23项、部级课题75项;获市级以上重大科研成果奖34项,其中国家级科技进步奖11项、铁道部科技进步奖13项;取得专利成果50多项、国家重点新产品10项。20054月,变流技术国家工程研究中心还在美国设立了研发中心,了解变流技术全球发展趋势、掌握尖端和前沿变流技术,成为具有国际竞争力的变流技术工程研究基地

变流技术国家工程研究中心致力为满足客户节约能源、降低成本、提高效益的需求,综合运用现代电力电子技术、计算机控制技术、计算机网络技术的先进成果,向客户提供全面的应用解决方案

 

更多详情请登陆公司的网上商业店铺:http://tegnercc0733.cn.alibaba.com

 

关于南车时代

 

南车时代(株洲电力机车研究所)是株洲变流技术国家工程研究中心的依托单位,她是一家服务于轨道交通机车车辆行业的科技型企业,隶属于中国南方机车车辆工业集团公司

南车时代(株洲电力机车研究所)由所本部、株洲南车时代电气股份有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司组成,集团现有员工5000余人、资产总额超过29亿元,年销售收入近16亿元

南车时代主要从事机车电传动技术及工业、民用变流技术的应用研究和工程化研究,承担电力机车、内燃机车、地铁及轻轨车辆、客车、大型养路机械、电动汽车用电气控制装置以及工业变流装置、电力电子器件、传感器、新材料等产品的开发与生产产品广泛应用于铁路、城轨、矿山、冶金、化工、机械、电力、建筑及汽车等行业,并出口北美、欧洲、西亚、东南亚等地。科技产品的销售收入逐年递增,自1992年以来,年平均增长率为25

经过多年发展,南车时代在行业内树立了较高的声誉

*          *  变流技术国家工程研究中心的依托单位

*          *  城市轨道牵引设备交流传动与控制系统国产化定点单位

*          *  铁道部产品质量监督检验中心牵引电气设备检验站的挂靠单位

*          *  IEC/TC9行业标准国内归口单位

*          *  湖南省重点高技术企业

*          *  湖南省唯一国家级行业专利信息平台建设单位

*          *  入选全国百强软件企业

拥有科技产品进出口自主经营权及博士后科研工作流动站。

南车时代一贯秉承“追求、超越、创新”的企业精神,始终致力于为轨道交通装备技术水平的提升并提供最优的用户解决方案的能力,为“韶山”系列电力机车、“奥星”交流传动电力机车、“中原之星”城际动车组、“中华之星”高速动车组及“东风”系列内燃机车、“西部之光”内燃机车提供了性能优良的电子控制、网络、变流装置,有力地推动了中国轨道交通行业的发展。同时开辟了铁路之外的产品,包括高压变频器、工业整流装置、无功补偿、有源滤波装置、高压电机软起动、工业特种电源系统等

“科技兴企、文化育人”。步入新的世纪,“求合力、争一流、创实效”的核心价值观已经成为集团的创业之基。南车时代正以全新的面貌朝着“做轨道交通电传动技术与产品的领先者、核心技术向相关产业多元化扩展的佼佼者,在资本市场上规范运作成功者”的目标努力迈进

 

 

联系方式
0733-8494010 胡婷
      8494001
          8498640 杨伟才

 

状 态: 离线

公司简介
产品目录

公司名称: 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
联 系 人: 杨伟才,胡婷
电  话: 0733-8494010 8494001
传  真: 0733-8494062
地  址: 湖南省株洲市石峰区田心时代路
邮  编: 412001
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