4 、HIVERT系列高壓變頻器特點與性能

(1)電源輸出性能

HIVERT通用高壓變頻器采用功率單元多重化技術，顯著削弱了輸出諧波含量，其輸出波形為正弦波，輸出無需增加濾波裝置，可以直接驅動普通高壓異步電動機，同時電機不需因諧波而降額運行； 可使主回路電機、電纜絕緣免受dv/dt應力的損傷；沒有諧波引起的脈動轉矩，可延長電機和機械設備使用壽命；電機電纜在壓降允許范圍內(nèi)無任何長度限制等特點。

(2)保護功能

HIVERT通用高壓變頻器設計有正常的過載保護、過流保護、缺相保護、接地保護、過壓保護、過熱保護外，還設置了限流功能、控制電源故障連鎖保護、控制電源雙路冗余熱備、（可選）功率單元旁路功能、柜門報警功能、鎖相功能、變/工頻同期互切功能；其次，電機軟啟動對機械設備及管網(wǎng)無沖擊，變頻效率高達98%以上；功率單元采用光纖通訊，電氣完全隔離，其安全性能高；控制功能配置完善，內(nèi)置PID調節(jié)器，能方便地實現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)；設置有多種通訊功能，隔離RS485接口，標配MODBUS RTU通訊規(guī)約，可選PROFIBUS DP，遵循工業(yè)以太網(wǎng)通訊規(guī)約，能較好地與眾多廠家PLC和上位機通訊；配置了大容量數(shù)據(jù)存貯器，能準確的記憶故障記錄、運行數(shù)據(jù)，十分適合故障定位和信息查詢。
(3)變壓器柜

HIVERT系列高壓變頻器采用隔離變壓器，其副邊設置多繞組輸出，為功率單元提供獨立的移相電源，有利于改善網(wǎng)側的電流波形，降低設備對電網(wǎng)的諧波污染；根據(jù)不同的功率，配置相應的干式變壓器專用冷卻風機及柜頂離心風機，其冷卻風機采用德國EBM風機，風量大，壽命長。

(4)功率單元采用低壓IGBT模塊為逆變器件

HIVERT系列高壓變頻器采用功率單元模塊化設計，其功率單元采用低壓IGBT模塊作為逆變器件，與高壓IGBT的三電平變頻器比較，雖然功率器件數(shù)目較多，但在控制技術、制造工藝等方面上卻十分成熟。其功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到單相交流輸出。功率單元和控制系統(tǒng)之間采用光纖通訊，實現(xiàn)強弱電的完全電氣隔離，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。每個功率模塊結構及電氣性能完全一致，可以互換，十分方便整體裝置的維修和運行，其原理結構如圖4所示。

圖4 HIVERT系列高壓變頻器功率模塊控制原理圖

(5)控制模式

HIVERT系列高壓變頻器采用數(shù)字信號處理器作控制芯片，全中文操作平臺，柜體操作面板為12英寸獨立真彩LCD顯示和液晶屏直接操作界面，用于變頻器接地控制、參數(shù)設置、顯示變頻器運行狀態(tài)，查詢故障記錄及通訊聯(lián)網(wǎng)等功能。其次、變頻器操作還可采用異地遠程控制（即變頻器的頻率設定通過上位機給定，如主界面的加減速鍵或"頻率設定"設置運行頻率，如圖6所示）；另外還可用外部模擬信號直接給定控制。由于控制器設有PID調節(jié)功能，可很好地實現(xiàn)給定頻率升、降速的平滑性和均勻性。變頻器啟動后運行于設定頻率（可選擇開環(huán)或閉環(huán)控制）。其實時狀態(tài)監(jiān)控、啟動、停車、急停、復位、運行頻率設定、參數(shù)刷新、故障記錄查看等控制操作，均通過遠程上位機或就地柜體操作面板實現(xiàn)。

圖5 高壓變頻器遠程頻率設定、監(jiān)控界面

(6)旁路柜或切換柜

HIVERT系列高壓變頻器設置了旁路柜或切換柜，開關可根據(jù)用戶工況需求選用隔離刀閘、真空接觸器、真空斷路器或其他組合方式。旁路柜的配置目的是為了當變頻器退出運行后，將電機投入工頻電網(wǎng)運行，以保證生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性；切換柜的作用是將變頻器輸出切換到不同電機控制而增設的配置。

5、控制系統(tǒng)原理

應用HIVERT-Y06/154高壓變頻器實現(xiàn)的石油焦煅燒回轉窯負壓調節(jié)風機控制系統(tǒng)原理如圖5所示。通過回轉窯總控制PLC、上位機實現(xiàn)風機遠程監(jiān)控和操作（手動和自動控制）。2008年7月設備到貨，8月初現(xiàn)場安裝，高壓柜就位、柜內(nèi)干式變壓器與功率單元的連線、電纜連接和DCS程序及操作界面和運行曲線的制作。9月2日進行了安全上電聯(lián)鎖、變頻器控制柜、電機（空、輕載和重載）等調試。9月28日投入正常生產(chǎn)運行。

圖6 石油焦煅燒回轉窯引風機變頻驅動原理圖