本文著重介紹匯川技術(shù)HD92高壓變頻器在某設(shè)備廠家中高壓變頻器測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)上的應(yīng)用，采用匯川HD92四象限高壓變頻器驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)作為模擬負(fù)載，測(cè)試臺(tái)可實(shí)現(xiàn)由0~50Hz下進(jìn)行模擬加載來完成對(duì)被測(cè)試變頻器的性能測(cè)試，可滿足1.6MW以下、電壓為3.3、6、10kV的變頻器測(cè)試需求。

一、項(xiàng)目概況：

      此測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)是針對(duì)中高電壓等級(jí)的變頻器進(jìn)行智能化帶載性能測(cè)試的試驗(yàn)場(chǎng)所。其所能測(cè)試的變頻器電壓等級(jí)為3.3kV、6kV與10kV，功率設(shè)計(jì)不低于2MVA。由調(diào)壓器、變壓器、高壓變頻器、高壓開關(guān)柜、數(shù)據(jù)采集與PLC控制部分、一體式負(fù)載電機(jī)、加載電機(jī)、上位機(jī)與操作臺(tái)等設(shè)備組成。測(cè)試平臺(tái)能夠滿足變頻器的負(fù)載試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、長(zhǎng)期考核及老化試驗(yàn)、斷相試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、主電路漏電閉鎖試驗(yàn)以及接地故障保護(hù)試驗(yàn)。

負(fù)載電機(jī)銘牌信息如下：

驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌信息如下：

      根據(jù)客戶實(shí)際需求分析，匯川公司提供的相對(duì)應(yīng)的變頻器型號(hào)為：HD92-J100/2250-RN，完全能夠滿足客戶對(duì)于測(cè)試平臺(tái)的技術(shù)要求。

二、系統(tǒng)方案介紹

     測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)采用10kV高壓電網(wǎng)供電，如圖（1）所示，10kV高壓電源分為兩路，一路直接給四象限變頻器供電，另一路直接接到調(diào)壓變壓器，變壓器可輸出3.3、6、10kV三個(gè)等級(jí)電壓，給被測(cè)試變頻器供電。被測(cè)試變頻器輸出經(jīng)過開關(guān)柜接到電機(jī)M1（電機(jī)M1為3.3、6、10kV三電壓等級(jí)電機(jī)），拖動(dòng)電機(jī)M1與加載電機(jī)M2之間經(jīng)過聯(lián)軸器聯(lián)接。

圖（1）：測(cè)試平臺(tái)方案示意圖

圖（2）：對(duì)拖試驗(yàn)機(jī)組

      當(dāng)被測(cè)變頻器拖動(dòng)M1電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，M2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子也同時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)啟動(dòng)匯川HD92四象限變頻器時(shí)，則會(huì)在M2電動(dòng)機(jī)定子側(cè)的三相繞組中通入勵(lì)磁電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。M2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，M2電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電產(chǎn)生的電能通過HD92四象限變頻器直接回饋到10kV電網(wǎng)。

圖（3）：測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)圖

圖（4）：測(cè)試平臺(tái)操作臺(tái)

測(cè)試平臺(tái)常用的測(cè)試項(xiàng)目主要有以下幾點(diǎn)：

1、變頻器負(fù)載試驗(yàn)

負(fù)載試驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)變頻器能否在額定條件下可靠的工作。在測(cè)試平臺(tái)上可以進(jìn)行的負(fù)載特性試驗(yàn)有：

（1）與電機(jī)速度成正比例的負(fù)載特性試驗(yàn);

　?。?）與電機(jī)速度平方成比例的負(fù)載特性試驗(yàn);

　　（3）階梯仿真負(fù)載特性試驗(yàn)，

　?。?）用戶自定義負(fù)載特性試驗(yàn)。

2、變頻器實(shí)載長(zhǎng)期考核及老化試驗(yàn)

　　根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)工況要求，設(shè)計(jì)好負(fù)載特性以后，讓被試變頻器按用戶規(guī)定時(shí)間長(zhǎng)期運(yùn)行，以考核被試變頻器的長(zhǎng)期可靠性。

3、變頻器溫升與功率器件溫升試驗(yàn)

　　在實(shí)載狀態(tài)下，測(cè)量被試變頻器功率器件的溫度變化情況，為用戶提供變頻器設(shè)計(jì)研發(fā)的必要技術(shù)數(shù)據(jù)。

4、變頻器用變壓器溫升試驗(yàn)

在實(shí)載狀態(tài)下，測(cè)量被試變頻器變壓器的溫度變化情況，為用戶提供變頻器變壓器設(shè)計(jì)的必要技術(shù)數(shù)據(jù)。

5、變頻器斷相試驗(yàn)

遠(yuǎn)程自動(dòng)操作或手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)被試變頻器輸入、輸出任意一相斷線（上電、起動(dòng)與實(shí)載狀態(tài)下），測(cè)試被試變頻器的保護(hù)功能。

6、變頻器短路試驗(yàn)

遠(yuǎn)程自動(dòng)操作或手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)被試變頻器輸出側(cè)任意兩相或三相短路時(shí)，測(cè)試被試變頻器起動(dòng)過程中的保護(hù)功能。

7、主電路漏電閉鎖試驗(yàn)

遠(yuǎn)程自動(dòng)操作或手動(dòng)操作漏電測(cè)試電路，測(cè)試被試變頻器主電路對(duì)地絕緣電阻值降低到動(dòng)作值以下時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)主電路漏電閉鎖，當(dāng)絕緣電阻值大于動(dòng)作值的1.5倍時(shí)，應(yīng)解除主電路閉鎖。

8、接地故障保護(hù)試驗(yàn)

遠(yuǎn)程自動(dòng)操作或手動(dòng)操作被試變頻器接地線路，測(cè)試被試變頻器接地線出現(xiàn)故障時(shí)的保護(hù)功能。

三、高壓變頻器技術(shù)方案

   本方案中，用于能量回饋的四象限變頻器選用匯川技術(shù)HD92四象限高壓變頻器，HD92

四象限高壓變頻器采用獨(dú)有三電平功率單元混聯(lián)型結(jié)構(gòu)，屬于電壓源型、高-高式高壓變頻器，由變壓器柜、功率單元柜和控制柜三部分組成。變頻器直接6/10kV輸入，直接6/10kV輸出，不需要任何形式的升壓設(shè)備，可直接驅(qū)動(dòng)普通高壓電機(jī)，無需降容使用。下圖為10kV四象限的整機(jī)拓?fù)湓韴D：

圖（5）：10kV整機(jī)拓?fù)湓韴D

圖（6）：高壓變頻器現(xiàn)場(chǎng)圖片

      整機(jī)由三電平功率單元混聯(lián)組成，每相只有5個(gè)功率單元組成，每個(gè)功率單元三相1000V的輸入。功率單元內(nèi)部分為有源前端、直流濾波和逆變兩部分。有源前端和逆變部分均采用三電平二極管嵌位式結(jié)構(gòu)，功率單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：

圖（7）：功率單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

 四、匯川HD92四象限高壓變頻器技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、矢量控制：匯川HD92四象限高壓變頻器采用業(yè)界領(lǐng)先的磁鏈閉環(huán)矢量控制技術(shù)，轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流解耦控制，能夠滿足的電機(jī)運(yùn)行中突加載測(cè)試需求。傳統(tǒng)的V/F控制方式通過調(diào)節(jié)輸出電壓來控制電機(jī)，不直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，對(duì)于電機(jī)運(yùn)行中突加載的測(cè)試需求，往往反應(yīng)不夠及時(shí)甚至完全不能滿足，達(dá)不到測(cè)試效果。

2、轉(zhuǎn)矩控制：匯川HD92具有轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制兩種控制模式，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇其中一種。在測(cè)試平臺(tái)作回饋用時(shí)，可采用轉(zhuǎn)矩控制模式，通過指令穩(wěn)定輸出指定轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩精度?2%，為客戶提供一個(gè)穩(wěn)定的負(fù)載。

3、低頻力矩特性好：匯川HD92四象限高壓變頻器在0Hz既能夠輸出150%額定轉(zhuǎn)矩，滿足測(cè)試變頻器重載啟動(dòng)測(cè)試。

4、合閘沖擊電流?。翰捎脴I(yè)內(nèi)最佳的預(yù)充電路設(shè)計(jì)，合閘瞬間沖擊電流不超過兩倍的額定電流，確保在電網(wǎng)容量較小的場(chǎng)合，也能夠順利合閘；

5、回饋電網(wǎng)諧波小：匯川HD92四象限高壓變頻器采用AFE全控整流方式，每個(gè)功率單元輸入側(cè)均配有獨(dú)立的PFC回饋電抗器，確?；仞伒诫娋W(wǎng)的諧波不超過4%，完全滿足GBT14549-93標(biāo)準(zhǔn)。

6、體積?。簠R川HD92四象限高壓變頻器采用三電平功率單元設(shè)計(jì)，大大減少了功率單元個(gè)數(shù)，是的體積進(jìn)一步縮小，相比于同類廠家，體積減少近四分之一，大大節(jié)約了客戶空間投資成本；

五、結(jié)束語(yǔ)

        匯川技術(shù)的HD92四象限高壓變頻器，采用磁鏈閉環(huán)矢量控制、AFE回饋等國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，具有轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制兩種模式，為試驗(yàn)平臺(tái)供了更優(yōu)的選擇。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐證明，HD92四象限高壓變頻器完全滿足試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)于變頻器測(cè)試的的應(yīng)用要求！

蘇州匯川技術(shù)有限公司專注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位服務(wù)于中高端設(shè)備制造商，以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，以快速為客戶提供個(gè)性化的解決方案為主要經(jīng)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶價(jià)值共同成長(zhǎng)。匯川在全國(guó)擁有66個(gè)辦事處，236家授權(quán)代理商，90家全國(guó)聯(lián)保中心。欲進(jìn)一步了解匯川，請(qǐng)?jiān)L問www.inovance.cn。