DI系列变频器用户手册

1、DHVECTOL-DI高压大功率变频调速装置用户手册东方日立（成都）电控设备有限公司目录前 言2安全注意事项2第一章产品简介61.开箱检查注意事项62.变频器型号说明63.变频器组件64.标准配置75.产品使用环境86.使用注意事项9第二章产品技术概要111产品特点112产品系列技术参数(见下面表格) 可以根据客户要求定做15第三章原理与功能说明171结构原理172功能说明22第四章变频器接口271变频器基本接口272变频器基本接口信号表27第五章变频器操作291、变频器变频控制方式选择292、控制柜低压送/掉电操作（送低压380V/50Hz控制电源）293、变频器就地控制29第六章参数说明3

2、11变频器系统及电动机驱动相关功能312设定变频器工作级数31第七章电动机和变频器电气参数计算相关功能411电压检测412电流检测413开关量输入相关功能414开关量输出相关功能445模拟量输入相关功能466模拟量输出相关功能487通讯相关功能498瞬停和工变互切功能50第八章安装与维护531安装环境532高压部分安装533大电流部位的安装544信号线路的安装545安装安全规范及其注意事项556维护说明55第九章故障诊断571故障分类及排除措施572变频器本体故障57第十章其 它591厂家三包592用户定货须知59附录：296主控系统功能表60文档可自由编辑打印前 言感谢贵公司选用东方日立（成

3、都）电控设备有限公司的无电网污染高压大功率变频器产品，成为我公司尊贵的用户！无电网污染高压大功率变频器是当代先进的电气传动技术与电力电子应用技术结晶的产物。东方日立（成都）电控设备有限公司采用的是完全适合于中国电网以及电动机的先进高压变频原理及先进的工艺制造技术，东方日立运用这些技术生产出可靠性高、性能良好的系列化变频器产品，为各行各业的用户提供最优良的调速手段，我们致力于与我们的用户一起为我国的节能事业努力奋斗。东方日立（成都）电控设备有限公司还将不断努力创造更好的成绩，为用户奉献更多、更好的产品，为我国的变频技术和节能事业做出更大的贡献。DHVECTOL-DI系列无电网污染高压大功率变频器

4、是一种集电力电子技术、微电子技术、光电通信技术、计算机技术、自动化控制技术等为一体的高新技术产品，可用于多种领域的工业环境，在各种复杂场合均能满足电动机变频调速及节能的要求。为了使您方便、有效地使用我公司的产品，请您在操作该产品之前仔细阅读此用户手册，以使您能够在最短的时间内了解产品的基本原理、性能和使用方法，使该产品更好地为您服务，为您公司产生出最好的经济效益。东方日立（成都）电控设备有限公司将坚持我们一贯的经营方针，为您提供优质的系列产品和周到的服务，使您在使用我公司的产品的时候感到方便、顺心。安全注意事项概述：DHVECTOL-DI系列无电网污染高压大功率变频器是一种高压大功率设备，请严

5、格按照本手册、相关规程或在专业技术人员指导下进行安装、调试和使用。任何错误的操作方法都可能导致人员伤害和设备的损害。在进行安装、调试、维护变频器之前，请仔细阅读本节内容。变频器的维护人员必须经过专门培训，取得电气设备操作使用合格证，具有中高压设备的使用经验，同时应仔细读完本用户手册。变频器操作人员无需具有变频器专业知识，但必须具备一定的电气设备知识，经过专业的培训，并且仔细阅读本手册，能够准确识别变频器操作界面的信息。安全符号：为了保证您的人身安全和设备安全，请你特别注意以下标志危险：有高压存在，请按照高压设备安全规范操作，忽视它将造成人身伤害甚至死亡。警告：有危险存在，请按相关提示谨慎操作，

6、忽视它将造成人身伤害或损坏变频器。安全操作规范：本产品的进线柜、移相变压器柜、逆变柜、或旁路柜均属高压危险区域，在通电情况下，绝对不能打开柜门进行作业。变频器必须可靠接地，否则可能造成人身伤害。在调试、维护变频器时，必须遵守高压操作规程，如戴绝缘手套、穿绝缘鞋、戴安全眼镜。在给变频器送高压时，必须保证柜门关闭，柜门前三米禁止站人，变频器附近不允许有与变频器无关的闲杂人员。变频器在带高压的情况下，必须在明显的位置挂上“高压有电”的标识。在调试、维护变频器的时候，必须使用经严格检验、在使用有效期之内的仪器、仪表和相关设备。变频器断开高压后，逆变部分仍带有电荷，五分钟之内禁止对逆变单元进行任何操作。

7、重要注意事项：l 输入电压应保证在额定范围之内；l 启动变频器之前，应保证电动机处于静止状态；l 变频器通电电顺序应遵循：启动时先开控制电，再上高压电；关机时先停稳电动机，再断高压电，然后断控制电；l 运行当中，用户应随时监视负载运行情况，出现不正常情况时应及时采取相应措施直至停机；l 应保证室内良好通风，维持环境温度在040范围之内；l 使用人员必须接受培训，熟悉本装置的结构以及负载的情况，并掌握实际运行知识及注意事项；l 只有通过上述培训的人员才允许运行和维护本变频器；l 只有在变频器不带电，并且不存在高温时，才允许接触柜内部件；l 必须安装安全防护栏(包括高压危险标识)；使用中不要将其移

8、走；l 禁止把易燃材料(包括设备图纸和操作手册)放在变频器旁；l 在搬运变频器系统装置时，装车必须对称，平整，在卸货时，确认用于放置的水泥地面是水平的；l 用户进行故障维护仅限于记录故障现象，并在必要时更换单元；进一步的维修应移交本公司进行处理；l 产品在使用过程中必然会不断地凝集灰尘以及各种杂质，必须定期进行清理维护；l 产品经过一段时间的运行后，由于风机的振动和其它机械震动可能引起电气接触部件的松动，以致于引起接触不良甚至损坏元件、部件及整机，造成用户的不便和损失。因此，需要定期（3个月左右）进行维护和清理检查，避免造成损失；l 应该经常检查接地电阻是否符合设备运行的要求，是否符合国家标准

9、的要求，接地电阻不符合要求会造成危险；l 应该形成记录设备运行状况的制度和应用维护制度；无电网污染高压大功率变频器在设计时充分考虑到人员的安全。然而，它毕竟时一种高压大功率装置，即使在柜体内部，许多端子上也存在足以致命的高电压，必须遵守上述这些安全注意事项，以防止人员伤亡和设备损坏。第一章 产品简介1. 开箱检查注意事项在安装我公司产品之前，请按照以下要求进行开箱检查。1.1 若出现包装箱数量不符请勿开箱或与我公司联系后开箱。1.2 若出现包装箱破损、淋雨、溅水并可以预见会出现设备损坏，请及时通知我公司，由我公司与运输部门联系，寻求保险赔付。同时也便于我公司及时为您解决问题。1.3 开箱后，请

10、按照我公司出厂产品装箱清单认真清点所有货物，如有缺件、所发物品与实际不符、缺少必要的文件资料等，请及时通知我公司。1.4 请仔细做好开箱记录，并将开箱记录返回给我公司。2. 变频器型号说明产品型号说明DHVECTOL-DI×××××/××× 电压等级(kV)以及产品的版本号(A-Z)产品的容量(kVA)代表东方日立（成都）电控设备有限公司生产的高压变频器例1：DHVECTOLDI01200/06B表示东方日立（成都）电控设备有限公司生产的容量为1200kVA，电压为6kV， B版本的变频器。例2：DHVECTOL-

11、DI00400/10C 表示东方日立（成都）电控设备有限公司生产的容量为400kVA，电压为10kV，C版本的变频器。3. 变频器组件DHVECTOL-DI无电网污染高压大功率变频器的主体结构见图1-1，变频器的主要组件为：1） 旁通柜：用户可以根据需要选用该组件，在故障情况下执行工频旁路功能。2） 变压器柜：装有移相变压器，为各个功率单元提供较低的交流输入电压，同时通过移相技术，使变频器电网输入侧的功率因数提高到0.95以上，并将电网输入侧的谐波总量降低到4以下。3） 变频单元柜：装有模块化设计的多个功率单元级联式逆变主回路，向电动机提供变频调速之后的输出电压。图1-1（变频器外形图）4）

12、控制柜：装有计算机主控部件，担负着变频器工作的指挥中心作用，具备用户所需要的各类通信、远控功能。5） 逆变柜内的单元具有三相交流输入，单相逆变输出功能。下图为一个变频器功率单元的外形图。图1-2(功率单元外形图)4. 标准配置4.1东方日立高压大功率变频器的标准配置如下表：表1-1组件名称配置数量单位备注变压器柜1组带风机变频单元柜13组视功率范围选择数量，带风机控制柜1组移相变压器1台功率单元1230个分别用于3KV/6KV/10KV系统主控箱1套主控PLC1套中文液晶屏1套连接电缆、光纤1套技术文件见装箱清单用户手册及必要的图样资料4.2 可选择配置表1-2组件名称配置数量单位备注旁通柜1

13、组需要高可靠性或定期切换维护的条件下选用；在选用瞬停及工变切换功能的变频器时选用功率单元用户自选个方便维护触摸屏用户自选台提供10.4、6 TFT彩色全中文触摸屏，可安装在就地或远方连接电缆用户自选视柜外连接需要时选用远方操控器用户自选需要远方操作控制时选用其它/用户的其它特殊要求可进行协商5. 产品使用环境5.1 DHVECTOL-DI系列变频器工作环境要求：l 输入电压等级：三相交流3kV、6kV、10kV（±10%）；l 电源频率：50HZ±5% ；l 环境温度：040；l 环境湿度：90%（20 时，无结露）；l 海拔高度：海拔1000米以下；l 放置环境：置于通风

14、良好的清洁室内，室高3.5米，周围空气中不得有过量的尘埃，酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体；l 洁净度：灰尘颗粒100微米，浓度：0.3毫克/立方米；l 气体污染：抗电性氯化物和硫化物4PPB（十亿分之四）； l 振动频率：10160Hz；l 振动加速度 0.1g；l 接地电阻:小于4（接地点测试），专用接地线；l 具备防雷设施，防雷网有效半径30米。6.使用注意事项l 电动机的保护变频器按照经验值设有过载保护值，如果电动机的额定电流值与变频器设定值不符，请务必重新进行保护值的设定，以保证电动机安全运行。l 负载装置的机械共振点变频器的输出频率变化与时间为线形关系。在1Hz-50Hz频率范围之内运行

15、可能会遇到负载装置的固有机械共振点，为了保证您的设备安全，请正确使用参数设置中的跳频点以避开固有机械共振点。l 改善功率因数的电力电容与浪涌吸收用的压敏器件由于变频器的输出是电压型PWM调制波,如果用户在原来的电动机系统上使用了改善功率因数的电力电容与浪涌吸收用的压敏电阻等，有可能造成变频器故障跳闸或器件的损坏，请务必拆除。l 额定电压值以外的使用变频器不适宜在输入电压超过允许偏差值的情况下使用，因为这时可能引起元件损坏，如果输入电压确实偏高，请停止使用。变频器在输入电压低于允许偏差值时，允许降额使用。输入电压太低时，变频器自动停止工作。l 雷电冲击保护由于变频器是一种高价值的设备，虽然内部设

16、置有雷电保护装置，但为了保险起见，请用户自行设置外部避雷网与避雷设施。l 海拔高度与降额使用海拔高度超过1000米时，由于空气稀薄会引起绝缘下降及散热效果下降，因此，变频器必须降额使用（技术条件另行协商的设备除外）。海拔高度与变频器输出的关系见下图：图 1-3第二章 产品技术概要1 产品特点1.1 综述DHVECTOL-DI系列无电网污染高压大功率变频器是一种高效、节能、无电网污染的高压大功率变频设备。它成功地将计算机控制、高速单片机技术、功率半导体器件应用、微电子、高压干式移相变压器、电动机拖动控制、高电压变换、光纤通信等多项先进技术融为一体，产品水平达到目前国际先进水平。由于东方日立继承了

17、东方电气集团公司与日立公司丰富的技术积累与企业文化精华，我们的高压变频技术一直同步于世界的发展水平。DHVECTOL-DI系列变频器经过多次优化设计，性能优异，主要技术指标已达到世界先进水平。设备电网侧功率因数高于0.95， 网侧输入的电流谐波畸变率小于4，系统效率高于96，设备利用率高；输出电压接近正弦，因此对电动机无附加电压应力；输出电流几乎达到完全正弦，谐波含量极小，对电动机无冲击，可大大延长电动机使用寿命； 具有丰富的数字/模拟输入、输出接口，易于融入现场自动化控制系统。DHVECTOL-DI系列变频器适用于大型风机、泵类负载，使用后可大大降低能耗；改善生产工艺，实现系统的自动化运行；

18、并可大大提高系统的稳定性和可靠性，延长设备的使用寿命，减少系统维护。本变频器适用于各种异步电动机，所以对新系统设计和老系统的改造都非常适用。DHVECTOL-DI系列变频器采用先进的模块化和信息化方案进行设计，设备易使用，易维护。1.2 特点DHVECTOL-DI系列变频器主要适用于标准中压（3000V、6000V、10000V）三相交流异步感应电动机。这种电动机由于构造简单、经久耐用、适应性强、价格低廉而被广泛应用。然而，工频电源由于频率固定、电压无法调整而使它的应用受到了诸多限制，并且在很多应用场合中造成能源巨大的浪费。本变频器将工频电源变换为频率、电压均连续可调的电源，实现电动机调速运行

19、；另配以适当的控制，可使电动机运行在最佳状态，不仅能明显收到节能效果，而且还大大提高了系统性能。DHVECTOL-DI系列变频器的使用使系统运行性能有极大的提高，对用户的原有设备无任何副作用。DHVECTOL-DI系列变频器有以下一些主要特点：输入谐波小：DHVECTOL-DI系列变频器使用了多重化整流技术，符合GB1454993及IEEE519-1992对电压、电流谐波失真严格的要求。使用时，变频器对同一电网上用电的其它电气设备不产生谐波干扰。还能防止与其它变频调速装置之间的“串联干扰”。因此完全无需为谐波治理而进行耗时的谐波/共振分析，从而节省用户安装谐波滤波装置的各项昂贵费用。高功率因数

20、：DHVECTOL-DI系列变频器在全速度范围内都可维持高功率因数，达0.95以上。可减少由于功率因数太低而引起的谐波问题和设备的利用率问题。从而避免额外罚款并降低其它费用，如供电线路、断路器、变压器的容量不必由于无功功率而增加。在低速应用时，相对于使用可控硅、GTO制造的电流型变频器，本产品的优势更加明显。图2-1比较了DHVECTOL-DI系列变频器和典型的可控硅变频器的功率因数随转速百分比变化的曲线。图2-1 功率因数变化比较示意图高效率：DHVECTOL-DI系列变频器具有>95%的高效率(最高可达97.5%)，远比可控硅高压大功率调速装置效率（30%80%）高得多。 输出脉动转

21、矩小：DHVECTOL-DI系列变频器不需要外部输出滤器就可提供正弦输出电压，变频器有较低的输出电压失真，几乎不增加电动机的运转噪音。DHVECTOL-DI系列变频器大大降低了输出的谐波电流（低于4%），避免了电动机发热和转矩脉动。从而减少了设备上的机械应力。图2-2 实测出的无电网污染变频器输出电压与输出电流波形大量节能，经济效益明显：使用DHVECTOL-DI系列变频器可自动调节电动机转速与负荷匹配，达到节能的目的。能耗与电动机的转速成立方关系，例如电动机运行在80%额定转速，其功耗即可降至(0.8)350%。可靠性高，维护方便：DHVECTOL-DI系列变频器采用高压场控大功率的IGBT

22、功率模块，每相（6KV/=3.46KV）有56组变频单元串联供电，具有大的电压设计裕度。IGBT模块的触发与过流保护采用专用驱动模块电路，可靠性高。电子元件和部件均通过高温老化试验。DHVECTOL-DI系列变频器变频单元组件具有互换性，若出现故障，可在几分钟内用简单工具进行更换维修。 电动机软启动，无冲击电流：DHVECTOL-DI系列变频器对电动机进行软启动，有多条电动机启动曲线供用户选择，起动时间由用户设定，可确保电动机的安全运行并延长其使用寿命；启动过程对电网不会产生冲击电流。降低电动机磨损,节省维护费用：使用DHVECTOL-DI系列变频器降低电动机转速不仅能达到大量节能的目的，而且

23、电动机及其负载的机械磨损也大大降低，可明显为用户节省维护费用。1.3 技术参数·系统控制器：高速嵌入式处理器·系统结构：高高方式·功率范围：110kVA7100kVA·输入电压：3kV、6kV、10kV（±10%，50HZ 三相）·输出电压：三相交流，0变频器的额定输出电压（被拖动电动机的额定电压）·输出频率：050Hz·频率精度：±0.5%·频率分辨力：0.01Hz·加减速时间:03000秒可调·初始输出电压:计算机自动U/f曲线法，可以设定初始电压值·功率因数:

24、0.96(20%负荷以上) ·效 率: 96%（与设备的容量有关，最高可达97.5）·过载能力:每10分钟，130%额定电流值下30秒或120%额定电流值下1分钟·防护等级: IP20·装置内部接地电阻:0.1·保护设置:输入过压、欠压、缺相；输出过流、过载、短路；功率单元欠压、缺相、驱动、过热、通信故障；风扇故障报警，控制电源故障，变压器超温、机柜门未关投运保护等·接 口：8数字量输入/10数字量输出，模拟量可为010V电压信号或420mA电流信号；通道数可以扩展·信号隔离方式：光电隔离·信号传输方式：光电编码转

25、换·设备总噪声：小于85dB·输出波形：电流为标准正弦、电压为近似正弦波·输入输出滤波器：不需要·输入输出谐波含量THD：符合我国国家标准GB1454993标准的要求及美国电气及电子工程师协会IEEE519（电能质量）标准的要求·故障诊断方式：计算机自诊断·允许输入电压消失时间：不带瞬停功能100ms；带瞬停功能小于5秒·系统结构方式：模块化单元式结构·操作方式：液晶面板 或 触摸屏 或 操作盘·显示方式：液晶LCD（或选配触摸屏），全中文·显示参数：给定频率，输出频率，输出电流，系统状态，故障

26、定位，功能设定值·单元故障切换：自动旁路（BYPASS）功能·系统重故障：手动或自动切换工频回路，可选择工频自动切回变频功能2 产品系列技术参数(见下面表格) 可以根据客户要求定做DHVECTOL-DI××××/03× 表2-2变频器容量（kVA）28033540050075010001250适用电动机功率（kW）2202803154006008001000额定输出额定功率（kW）2202803154006008001000额定电流（A）53.964.577.096.2144.3192.5240.6过载能力每10分钟：120

27、%，1min；130%，30sec额定电压三相，0标称输出电压额定频率050Hz，频率分辨率0.01Hz波形电压为SPWM波，电流为正弦波谐波含量THD小于：5%输入电压相数、频率、电压三相；50/60Hz； 3kV允许波动电压：+10%-10%；频率：±5%基本性能启动频率150 Hz可变设定精度频率精度±0.05% 效率95%功率因数0.96控制转矩提升用户自选加减速时间13000秒高压隔离光电控制电源参数380V/50Hz运转运转操作触摸面板或触摸屏；计算机指令控制 运转状态输出触摸面板或触摸屏：计算机指令控制显示LCD显示或触摸屏显示给定频率，输出频率，输出电流，系

28、统状态，故障定位，功能设定值保护功能短路、过载、过热、单元故障等环境使用场所室内，海拔高度1000m以下，无腐蚀性气体、灰尘、无爆炸性气体，无阳光直射环境温度/湿度温度：040；湿度：2090%无结露振动10Hz160Hz 0.1g以下存放条件-2070（适合于运输及短时间存放）外壳防护IP20冷却方式风冷DHVECTOL-DI××××/06 ×表2-3变频器容量（kVA）315500800100012501600200031504250适用电动机功率（kW）25040063080010001250160025003350额定输出额定功率（kW

29、）25040063080010001250160025003350额定电流（A）30.348.17796.2120.154193303409过载能力120%，10min；130%，30sec额定电压三相，0标称输出电压额定频率050Hz，频率分辨率0.01Hz波形电压为SPWM波，电流为正弦波谐波含量THD小于：4%输入电压相数、频率、电压三相；50/60Hz； 6kV 允许波动电压：+10%-10%；频率：±5%基本性能启动频率150 Hz可变设定精度频率精度±0.05% 效率96%功率因数0.96控制转矩提升用户自选加减速时间13000秒高压隔离光电控制电源参数380V

30、/50Hz运转运转操作触摸面板或触摸屏；计算机指令控制 运转状态输出触摸面板或触摸屏：计算机指令控制显示LCD显示或触摸屏显示给定频率，输出频率，输出电流，系统状态，故障定位，功能设定值保护功能短路、过载、过热、单元故障等环境使用场所室内，海拔高度1000m以下，无腐蚀性气体、灰尘、无爆炸性气体，无阳光直射环境温度/湿度温度：040；湿度：2090%无结露振动10Hz160Hz 0.1g以下存放条件-2070（适合于运输及短时间存放）外壳防护IP20冷却方式风冷DHVECTOL-DI××××/10×表2-4变频器容量（kVA）400630100

31、0160020003150400063007100适用电动机功率（kW）315500800125016002500332050005600额定输出额定功率（kW）315500800125016002500332050005600额定电流（A）23.134.657.792.4116182231364410过载能力120%，10min；130%，30sec额定电压三相，0标称输出电压额定频率050H，频率分辨率0.01Hz波形电压为SPWM波，电流为正弦波谐波含量THD小于：3%输入电压相数、频率、电压三相；50/60Hz； 10kV 允许波动电压：+10%-10%；频率：±5%基本性能

32、启动频率150 Hz可变设定精度频率精度±0.05% 效率96%功率因数0.96控制转矩提升用户自选加减速时间13000秒高压隔离光电控制电源参数380V/50Hz运转运转操作触摸面板或触摸屏；计算机指令控制 运转状态输出触摸面板或触摸屏：计算机指令控制显示LCD显示或触摸屏显示给定频率，输出频率，输出电流，系统状态，故障定位，功能设定值保护功能短路、过载、过热、单元故障等环境使用场所室内，海拔高度1000m以下，无腐蚀性气体、灰尘、无爆炸性气体，无阳光直射环境温度/湿度温度：040；湿度：2090%无结露振动10Hz160Hz 0.1g以下存放条件-2070（适合于运输及短时间存放

33、）外壳防护IP20冷却方式风冷第三章 原理与功能说明1 结构原理1.1 系统结构DHVECTOL-DI 系列无电网污染高压大功率变频器是采用直接“高-高”的变换形式，由多个功率单元构成多重化串联的拓扑结构，每个单元输出固定的低压电平，再由多个单元串联叠加为所需的高压。以6KV每相六单元串联为例,电压叠加如图31所示。每相由六个相同的 图3-1 6KV变频器电压叠加示图3-2 6级6KV变频器电路原理示意图功率单元串联而成，相电压为3464V。每个功率单元输出有效值Ve577V，峰值输出电压Vp= Ve816V。（见示意图3-2）多重化串联结构使用低压器件实现了高压输出，减低了对功率器件的耐压要

34、求。它对电网谐波污染非常小，输入电流谐波畸变率小于4%，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；输出波形接近正弦波，不存在输出谐波引起的电动机发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，对普通异步电动机不必加输出滤波器就可以直接使用。1.2 功率单元功率单元主要由输入熔断器、三相全桥式整流器、预充电回路、电容器组、IGBT逆变桥、直流母线和旁通回路构成，同时还包括电源、驱动、保护监测、通讯等组件组成的控制电路。单元结构如图3-3所示。各功率单元具有完全相同的结构，有互换性。图3-3变频器单元结构功率单元由移相变压器的一组副

35、边供电，通过三相全桥整流器将交流输入整流为直流，并将能量储存在电容组中。电容组根据单元电压选择并联或串联，如母线电压为815V，则将三组电容串连起来以满足耐压要求，每组电容根据单元容量的大小选择并联个数。控制部分通过冗余设计的电源板从直流母线上取电，接收主控系统发送的PWM信号并通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。监控电路实时监控IGBT和直流母线的状态，将状态反馈回主控系统。在某一个功率单元出现重故障时，主控将打开该功率单元的旁通回路，使该功率单元进入旁通状态，而整个变频器可以继续工作，直至适当时机停机进行功率单元更换，避免整个变频器停机。每个单元输出PWM波，将每相N功率单元的

36、输出电压叠加，产生多重化的相电压波形，使相电压产生出2N+1个电压台阶，如图3-4所示的六个功率单元输出的PWM波形及叠加之后的相电压波形图。图3-4 变频器的单元输出波形及相电压叠加波形1.3 移相变压器移相变压器电气原理图如3-5图所示: 变压器（以6KV变频器输入变压器为例）原边绕组为6kV, 副边共十八个绕组分为三相。每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o 、±15o 、±25o 等移相角度，每个绕组接一个功率单元。这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。因此，采用移相变压器进行隔离降压，不会对电网造成超过国家标准的谐波干扰。图3-5 移相变压器电气原

37、理图1.4 控制系统主控系统包括：主控板及其输入输出接口。主控板以INTEL公司高性能单片机为控制核心，辅以一个EPROM存储器存储主控程序，另外使用一个NVRAM存储器存储用户设置的现场运行数据。主控板和光通讯主板之间通过专用电缆进行数据传输。光通讯主板通过光纤和单元之间进行通信，向各个功率单元传输PWM信号，并返回各个功率单元状态信息。主控板和液晶显示界面之间使用光纤连接，液晶及面板键盘实现人机界面功能。显示内容有系统状态，运行状态，功能参数值、故障记录等。通过面板上的功能键，可以实现系统运行、停机、复位及功能参数设定和记录查询。主控板的I/O接口用来实现端子控制模式的外部通信。主要功能有

38、，系统端子复位和运行/停止控制、外部模拟方式频率给定、以及系统状态、运行频率的输出等。主控板的输入还包括控制电源和运行电流的采样信号。如图3-6所示：图 3-6 主控系统示意图电气控制以西门子高可靠性的可编程逻辑控制器（PLC）为中心，辅与继电器、开关等器件，负责变频器内部的逻辑控制和外部与用户的接口。PLC主要完成以下功能：负责与主控系统交换给定频率、运行频率、输入输出电流及功能号等数据，监控主控系统的就绪、运行、故障等状态；负责处理变频器控制电源切换、旁通柜开关切换与互锁、风机、柜门、变压器温度等信号；负责与用户的接口，处理用户的高压开关信号、控制指令信号，并向用户提供变频器运行状态和参数

39、。1.5 变频器主回路变频器基本主回路如图所示（以6KV系统为例）：3-7 变频器主回路示意图当用户需要改造原有系统或者在新建工程中使用变频器时，只需要在原设计中将电动机与QF1断开并在中间加入变频器即可完成改造。变频器中QS1和QS2为隔离刀闸，QS1为单刀单掷，QS2为单刀双掷。变频器的输出端配有PT，用来检测变频器的输出电压。当要使用变频器时，先将QS1合上，QS2倒为变频状态，再由变频器给出用户开关合闸允许信号，QF1合上，变频器进入充电状态，充电完成后就可以正常启动变频器。1.6 柜体变频器由控制柜、变频单元柜、变压器柜和旁通柜组成。控制柜内安装有主控箱、PLC、继电器、电源开关、U

40、PS等部件，多组线槽将各类控制线分开。用户接口的接线端子也布置在控制柜内。控制柜的电缆全部由柜底引入引出。控制柜面板上安装有人机界面、指示灯、紧急分闸开关和远程/就地切换开关等。变频单元柜内安装了多组功率单元模块，共分三相，每相由数个功率单元的输出端串接组成星型接法给电动机供电，单元数量与系统输出电压有关。功率单元的三相输入电缆从单元柜的后方引入功率单元，输出端在单元柜前方用铜排串连。单元柜顶装有散热风机，每两组单元柜配置一台大容量的进口风机，能够完全满足单元柜的散热要求。单元柜前面板配置有过滤通风窗。变压器柜内安装了移相变压器和风机。柜体和变压器是独立安装。变压器柜根据变压器容量一般配置一到

41、两台风机。旁通柜内主要布置了输入吸收器、输出电压PT、隔离刀闸或者真空接触器、真空断路器（根据功能要求决定）。变频器的输入、输出电缆都由柜体下方进线。2 功能说明 2.1 基本功能启动方式对于大功率电动机，使用变频器可以对电动机进行无冲击电流起动方式起动，启动时，变频器从1Hz开始输出，按照V/F曲线将电动机带至需要的频率，这种启动方式在电动机启动时电流可以保持在额定电流附近。运行方式*闭环运行模式 在闭环运行模式下，用户可以设定并调节被控制量的期望值，变频器将根据被控制量的实际值与设定值进行比较，检测出差值，经过自动调节，控制拖动电动机的转速，使被控制量的实际值自动逼近期望值。控制量可以是压

42、力、温度、水位等信号，也可以是这些信号通过DCS处理以后的频率信号。*开环运行模式 选择开环运行模式，变频器的运行频率将由LCD面板、触摸屏给定或由外部模拟信号直接给定。频率设定变频器可以采用人机面板直接设定的方式，通过面板上的数字键输入频率；也可以采用电位器、传感器、DCS等直接进行模拟量给定，模拟信号可以为420mA电流信号或010V电压信号。控制方式变频器可以在本地控制，也可以在远方进行远程控制。*本地控制 可以利用变频器柜体上人机面板的启动、停止、参数设定等功能控制变频器，也可以通过柜体上的控制按钮来操作变频器。*远程控制远程控制可以由用户的DCS或其他控制系统通过硬接线的方式控制变频

43、器，当用户没有控制系统或没有接入条件，变频器也提供了远程控制箱，可以根据用户的需求定制。参数设定功能变频器具有多种功能设定，包括变频器输入输出电压、V/F曲线、升降速时间等。所有参数可以备份或恢复，掉电后无需重新设置。合理设置系统或电动机的各种参数不仅能使变频器处于最佳工作状态，同时也能更加有效的对电动机和变频进行保护。故障查询功能变频器具有故障报警及故障查询功能，可以为用户提供清晰的故障点定位，故障记录等。运行参数记录显示功能变频器具有自动记录运行参数及对其进行显示的功能。多种接口功能变频器不仅提供了众多的数字量输入输出接口和模拟量输入输出接口，而且还提供了多种通讯接口，可以根据用户需求定制

44、。2.2 故障报警与电动机保护变频器具有自诊断功能，自身提供了多种故障报警和保护。功率单元报警：功率单元故障包括缺相、欠压、过热、过压、驱动、通信故障。当功率单元三相输入中有一路出现故障，报出缺相故障；当功率单元母线电压低于正常电压的65时，报出欠压故障；当功率单元散热器的温度超过80度时，报出单元过热故障；当功率单元驱动板检测到IGBT过压、过流或损坏时，报出驱动故障；当功率单元接收不到主控系统发送的信号时，报出单元通信故障。其中缺相故障和欠压故障定义为轻故障，其余定义为重故障。在发生轻故障时，主控系统降额运行或者将单元旁通运行（通过功能号选择）；在发生除通信故障以外的重故障时，单元主动进入

45、旁通运行，超过旁通限制后，变频器停机；在任何情况下发生通信故障变频器都将停机。系统保护：系统保护主要由PLC完成，下表详细描述了变频器的故障报警条件和处理方式：序号故障名称故障描述处理方式备注1外供电源故障用户提供380V电源掉电或不正常在高压已合的情况下报警外供电源故障时系统不就绪；在高压已合的情况下延时滤波10分钟跳高压3单元柜风扇故障单元柜风扇电源空开断开在高压已合的情况下报警单元柜、变压器抽风风扇中任一有故障系统都不就绪；单元柜或者变压器抽风风扇均故障延时滤波5S跳高压4变压器抽风风扇故障变压器抽风风扇电源空开断开在高压已合的情况下报警6移相变压器温度过高变压器温度超过130在高压已合

46、的情况下延时5秒报警7移相变压器温度超高变压器温度超过150在高压已合的情况下延时5秒报警若变压器温度过高持续时间超过1分钟，则跳高压8门开关故障柜门打开在高压已合的情况下报警门开关未合系统不就绪9主板与PLC通信故障主板与PLC通信连接中断在高压已合的情况下报警10模拟信号断线模拟信号小于4mA在高压已合的情况下报警模拟信号小于4mA持续10S后报警11旁通故障在变频器运行中单元出现旁通故障在高压已合的情况下报警12变频器重故障在变频器运行中单元出现重故障在高压已合的情况下报警变频器有重故障系统不就绪；一旦出现变频器重故障马上跳高压13高压掉电在变频器运行中高压消失在高压已合的情况下报警高压

47、掉电延时滤波1S14轻故障变频器运行中出现轻故障在高压已合的情况下报警另外，变频器还提供了对电动机的过载、过流、缺相保护。2.3 单元旁路功能单元旁路功能是一种快速地、自动地切除出现故障单元而保证系统继续正常运行（或减额运行）的方法。当功率单元出现故障时，故障报警信号经由通讯电路传输给主控系统，主控系统接到故障信号后，经过故障种类判断，对系统的各种信号协调，在条件满足后，用最短的时间将出现故障的功率单元进行旁路切除。主控系统通过改变算法，重新计算输出波形，保持输出电压波形的完整，同时向用户发出报警信号，并且自动对输出功率进行调整，使扰动降至最低，保证系统正常运行。由于变频器具有最大1.154倍

48、的电压提升，所以单元旁路后，变频器仍能最大限度的保证输出电压不下降。例如：十级系统输出电压为10KV，当旁路一级后，主控系统重新计算波形，只需将输出电压提升至原来的1.111倍，则九级系统能输出9×1111V10KV，此时变频器仍然能够按照额定负荷输出。2.4 手动工频旁路功能在变频器出现故障时，使用隔离刀闸完成切除变频器的功能，电动机转换到工频直合状态继续运行，保证用户设备仍然工作。其工作原理如下（参照图3-7）：正常工作时，开关QF1、QS1合，QS2倒至变频状态，此时变频器连接于电源和电动机之间，系统处于变频工作状态，满足用户的运行工况。当出现必须使变频器退出运行工况的系统故障

49、时，变频器停机，并主动跳掉QF1，当需要继续运行电动机时，手动将QS2倒至工频状态并断开系统中的开关QS1，再合上QF1，电动机转入工频运行状态。（注：电动机完全停止后，才能重新运行电动机）; 转入工频运行后，为了满足工况要求，必须重新控制节流装置（风门或阀门），保证运行工况满足工艺要求。2.5 瞬时停电再启动功能变频调速系统使用的工业现场复杂，工艺要求多样，除满足正常运行时的性能要求外，还要求变频器具有对不正常运行状态足够的处理能力。当发生供电系统瞬间停电或瞬时欠电压时（电网暂降），变频器一般在数百毫秒内停止输出。而当输入电源恢复后，电动机特别是带大转动惯量负载的电动机会继续旋转相当长的时间

50、，导致变频器无法正常起动。为了防止这一现象，在供电很快恢复时，就要求调速系统具备再起动的功能，以满足生产工艺的要求，提高工作效率。瞬时停电再启动功能的原理如下：当输入电源消失或降到60以下时，瞬停检测板将送出掉电信号，主控系统得到掉电信号后立即停止输出以保存功率单元的能量，并不断监视电动机的残压。当电源恢复时，变频器以检测到的转速开始带着电动机回到原来的工况。根据负载的不同，停电时间一般要求在310秒之间。2.6 工变互切功能 工变互切是指当变频器出现故障或者工况要求进入工频供电时，变频器自动完成变频状态到工频状态的切换；在工频运行时，需要重新投入变频，变频器自动完成工频状态到变频状态的切换。

51、工变互切需在原主回路的基础上增加两个真空断路器和一个真空接触器。其工作原理如下：正常运行时，QF1和KM1合，QF2断开，当出现重故障或者人工给切换指令时，变频器断开QF1和KM1，经过电动机去磁时间后合上QF2，电动机进入工频运行状态。当变频器可以重新投入使用时，人工给出切换指令，变频器先合上QF1，变频器进入预充电状态，变频器就绪以后自动运行并断开QF2，当确认QF2断开后合KM1，变频器检测电动机的状态，并以检测到的转速开始将电动机带回50Hz，此时用户需重新调节节流装置和变频器的给定频率以满足工况。第四章 变频器接口1 变频器基本接口变频器的基本接口如下图，分为以下几种类型：1.1 电

52、源输入接口（1）三相主电源输入（2）三相控制电源输入1.2 电源输出接口1.3 接地点1.4 信号接口（1）各类运行状态及给定信号接口（2）各类输出信号接口（3）各类故障接口（4）各类连锁信号接口2 变频器基本接口信号表表4-1变频器输入1主电源主回路电源3kV、6Kv、10KV等级2控制电源控制回路电源380V/50Hz三相四线1紧急停机命令合：紧急停机干结点24VDC/4mA2高压开关位置开：用户开关断开合：用户开关合3电动机运行命令合脉冲：电动机运行4正常停机命令合脉冲：电动机正常停机5故障报警复位命令合脉冲：报警声停止6频率给定010VDC或420mADC输入阻抗10M变频器输出1变频

53、器轻故障开：正常状态合：轻故障状态与频率成正比2变频器重故障开：正常状态合：重故障状态干结点最大220VAC-3A3故障声报警开：正常状态合：声报警输出4工频运行合：工频运行状态5变频运行合：变频运行状态6请求运行开：变频禁止运行合：变频允许允许7高压就绪开：变频高压未就绪合：变频高压已就绪8高压合闸允许开：禁止合高压开关合：允许合高压开关9远程控制开：就地控制合：远程控制1输出电流4-20mA信号2运行频率第五章 变频器操作DHVECTOL-DI系列变频器具有变频和工频两种运行方式，用户可根据实际需要在送高压电前选择工频或变频运行，变频或工频运行的选择用户可通过旁通柜的隔离刀开关来实现，具体

54、操作见旁通柜上的操作说明。以下介绍变频运行的操作。1、变频器变频控制方式选择变频器的变频控制方式分为：就地和远程控制，就地控制为变频器控制柜上触摸面板或者按钮运行，远程运行为控制室或者DCS控制。可通过变频器控制柜上“就地/远方”选择开关进行选择。变频器运行中就地和远方控制可随时切换，不会影响系统的连续运行。2、控制柜低压送/掉电操作（送低压380V/50Hz控制电源）A、 控制柜低压电送电，先合空气开关QF1；然后按下UPS开关按钮2秒，UPS自检数秒后，转入正常状态后，最后合QF2。B、 控制柜低压电掉电，先断空气开关QF2；然后按下UPS开关按钮2秒，UPS掉电后，断开空气开关QF1。（只有当变频器要长时间停机是才掉控制电源）3、变频器就地控制步骤1、控制柜低压电送电。步骤2、将变频器控制柜上“就地/远方”选择开关拨到就地选择位置。步