AFE产品培训胶片V1.1

1、AFEAFE整流回馈单元整流回馈单元lAFE产品原理介绍lAFE的应用价值lAFE的技术规格和硬件配置lAFE的用法介绍l海得电力电子研发平台lAFE在港口的应用案例 AFE主动前端译自英文Active Front End。从结构上看，由于采用了 IGBT 功率元件， 所以它相当于一个逆变器，不同的是其输入为交流输出为直流，因为它位于电源进线侧， 所以被称为前端。其主动的含义在于，与传统的二级管或可控制硅整流技术相比，主动前端不再是被动地将交流转变成直流，而是具备了很多主动的控制功能。它不仅能消除高次谐波，提高功率因数， 而且不受电网波动的影响， 具有卓越的动态特性。 主动前端（AFE整流单元

2、的工作原理可简述为：AFE整流单元从电网汲取正弦波交流，经整流后输出直流电压，并保持所要求的电压值。各次谐波由滤波电路删除。 控制部分6LCFLF-K1-K2R230Vac充电回路 LCL滤波器AFE 模块逆变器AFE 单元-S1-F电机 AFE+逆变器组成的系统 MlAFE产品介绍lAFEAFE的应用价值的应用价值lAFE的技术规格和硬件配置l海得电力电子研发平台lAFE在港口的应用案例lAFE使变频器具备4象限运行能力, 电动与发电状态相互间可平滑转换.-节约电能节约电能lAFE可从公用电网获取清洁清洁(无谐波干扰)的交流能源lAFE提高电网 功率因数功率因数lAFE可使变频器具有极佳的动

3、态响应l减少意外停机的损失l改善生产环境 在变频器,电机,负载组成的系统中。能量从电网到变频器在到电机单向流动，电机将电能转化为机械能。 在电梯、提升机、起重等领域，电机不单将重物提升，将电能转化为机械能，同时也会被重物拖动，将机械能转化为电能。 对于电机发电反馈回来的电能通常是以电阻发热的形式消耗掉。浪费了大浪费了大量的电能量的电能。每年因此而浪费了大量的电能,企业也为此多支出了不菲的费用 在港口码头的卸船机,龙门吊,门机等需要频繁起升的场合节电的效果更加显著,在煤矿的矿井提升及油田的磕头机上都有很好的应用.以卸船机为例,节电率平均在20%以上. 1. 变频器在使用中会出现大量的谐波电压和电

4、流, 造成电网的谐波畸变 2 2.谐波畸变是用电设备产生的污染,如果超过一定的值,将会产生严重的问题.l导致设备的额外发热,如电机,变压器,电缆等.l断路器器的虚假跳闸和故障.l电容问题.l对敏感的电子设备的损坏.l对照明设备的影响.l对通讯设备的影响.3.谐波畸变会降低电网的功率因数,降低了电网的效率lAFE可以消除由于非线性负载造成的谐波畸变,总谐波电流30%.lAFE还可以对功率因数进行补偿,提高用电设备对电网的功率因数.0.0250.030.0350.040.045-400-2000200400600800t sU V, I AUAIAITHD = 30-50% (with DC ch

5、oke)ITHD = 3-5%0,0%1,0%2,0%3,0%4,0%5,0%6,0%2345678910111213141516171819202122232425Harmonic OrderHarmonic Voltage LevelActive Front End12 pulse6 pulse0,00%0,02%0,04%0,06%0,08%0,10%0,12%0,14%0,16%0,18%0,20%2345678910111213141516171819202122232425Harmonic OrderHarmonic Voltage LevelActive Front End谐波电

6、压允许值 谐波电流允许值l国家对与企业用电有功率因数的要求,功率因数低于0.9就要多支出电费。但如果做得好，功率因数高于0.9，企业就会得到奖励.l功率因数调整电费是大工业用户电费主要组成部分. 目录电费+基本电费+功率因素调整电费功率因素调整电费+代收款及附加组成.l对电网的功率补偿可以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量.AFE可以对已有电网进行无功补偿改善功率因数为企业间接创造了效益为企业间接创造了效益提高功率因数 某工厂为10KV高压供电，变压器容量为315KVA，电能计量表计装设在高压侧，月有功电量为65000KWH，无功电量为50000KVAR.H，电量电价为0.38元/

7、KWH，基本电价为11元/KVA/月，试计算该工厂这月共交纳电费多少元？功率因素0.80.790.770.760.750.740.73电费加额（）55.56.06.57.58.08.5 基本电费 31511=3465（元） 电度电费 650000.38=24700（元） 计算功率因数:0.79 求力调电费： 查表得+5.5%力调电费为（3465+24700）5.5%=1549.08（元）当月应交电费为3465+24700+1549.08=29714.08（元）答： 该工厂当月应交电费为29714.08元 罚了这么多1.节省了宝贵的空间。 由于淘汰了制动电阻，释放了安装空间。改善了设备的使用环境

8、,使设备的维护工作量减少，工作的可靠性提高；2.改善了设备的使用环境。 没有了制动电阻的发热，设备的使用环境大大改善，减少了空调的使用，节省了电费。3.减少了设备的维护量。 减少了故障发生的次数，减少了工人的劳动强度。 l节能产品，倡导绿色电网,着眼于提高能效、节省电能。l提高传动领域的输入功率因数，该设备的用户节省配电容量，减少电能的耗费；l整流器始终连接着电网，相对于普通变频器的整流电路，具有降低电网谐波污染的优势；lAFE产品介绍lAFE的应用价值lAFEAFE的技术规格和硬件配置的技术规格和硬件配置l海得电力电子研发平台lAFE在港口的应用案例 Charging circuit充电回路

9、LCL filterLCL滤波器Line Converter电源侧变流器AFE的硬件组成充电回路+LCL滤波器+整流器模块+控制箱 功率范围功率范围200 240275 .525552 759525 690200400500600P / kWU / V900110030070080010001200 1300 150016001400HDM-02HDM-01AC400V(275525) 210KW-945KWAC690V(552759) 360KW-1625KW l简单的柜体组装,IP23l紧凑设计l单独的控制单元可被安装在柜体内的合适位置简单的接线l符合EMC标准的模块无需的特殊的EMC柜体

10、l面向OEM，系统集成商l可根据客户需要定制柜体lAFE整流模块,IP00防护等级,顶进,下出,控制盒,带LCL滤波器,涂层电路板 技术参数技术参数AFE整流回馈单元的配置可与众多国外品牌兼容使用+ + + 。特点:1.无需对变频器作任何硬件改动.2.输入和反馈的功率因数为1 3.不会影响变频器原来的保护功能 特点:1.整流仍由变频器承担.2.只在能量回馈时候工作.3.安装简单,工作可靠.l全整流模式对于电网的功率因数有较大的优势，特别是对于一些公用直流母线传动系统，许多从直流母线上取电的负载并不具有回馈的特点，并且这些负载一般为非线性的（如挂接在公用直流母线上的小功率变频器则为二极管整流负载

11、等）,全整流模式的整流器,能将大大改善此类非线性负载造成功率因数低对电网的影响.l全整流模式还能够对电网的波动进行稳定,防止电网电压短暂跌落造成变频器系统的欠压停机.在整流工作模式下,还可以实现有源滤波等算法,进一步减少邻近用电设备造成的电网电压谐波畸变.制动回馈是指在回馈时，仅仅打开整流器的IGBT，利用电网较小的阻抗来吸收回馈的能量，不对IGBT进行PWM控制.要求要求: 315kW电机, 4 极, 400V, 提升机重载应用, 进线电压是380V +/-10 %电机参数电机参数: 315kW, 600A, 400V, h=94,8%变频器选择变频器选择: 最终选变频器ACS800-04-

12、0490-3,重载355KW,635AAFE 选择计算选择计算:kWkWPmotmotreqP34098,0*%8 ,9431598,0*111hkWPreqreqtotalP3401AVkWVPacreqtotalfAFEpI53698,0*%)10415(*334098,0*3min1.AVkVArAVVArIacfAFEpAFEI560%)10415(*315536min1.AFE的电流计算的电流计算所以,选择HDM-01-800-BAF,重载应用399KW,570A AFE常规回馈前端输入侧滤波器LCL电抗器或自藕变压器整流桥类型IGBT桥反并联的晶闸管桥工作模式高频调制(1.5-3.

13、6KHZ)角控制能量传递方向电动和发电电动和发电充电回路需加充电回路通常含充电回路直流电压稳定在直流电压的+10%,约为1.35的UN的110%.降低直流电压,约为1.35倍UN的83%.电机电压等于电源电压,如使用电压提升功能,则可高于直流电压不带自藕变压器,低于电源电压THD电流5%与6脉波整流一样,或更差并联可以不可以l电气标准: IEC标准族 IEC 61800-21998, Adjustable speed electrical power drive systemsPart 2: generator requirementrating specifications for low

14、voltage adjustable frequency a.c. power drive systemsl电网标准EN,IEEE IEEE Std.519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems EN 50160-2007 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks GB/T 1454993 电能质量 公用电网谐波 GB 1

15、55432008 电能质量 三相电压不平衡 GB 123252008 电能质量 供电电压偏差l环境标准IEC IEC60721-3 Classification of environmental conditions part 3 classification of groups of environmental parameters and their severities电网标准GBl常规环境试验常规环境试验v低温工作试验低温工作试验 ：GB2423.1 方法方法Adv高温工作试验高温工作试验 ：GB2423.2 方法方法Bd v低温贮存试验低温贮存试验 ：GB2423.1 方法方法Ab

16、，40，72小时小时 v高温贮存试验高温贮存试验 ：GB2423.2 方法方法Bb ，70，72小时小时 v恒定湿热试验恒定湿热试验 ：GB2423.3 方法方法Cb ，40，95%，96小时小时 v交变湿热贮存试验交变湿热贮存试验 ：GB2423.4 方法方法Db ，1040，3个循环个循环 v高低温冲击试验高低温冲击试验 ：GB2423.22 方法方法Na ，4070，20个循环个循环v振动实验振动实验 : GB2423.1015 方法方法Fc,Fdb v冲击（碰撞）试验冲击（碰撞）试验 : GB2423.5 方法方法Eb v跌落跌落 : GB2423.8 方法方法Ed v倾斜和摇摆试验倾

17、斜和摇摆试验 : GB2423.31 v换相缺口换相缺口 ：IEC60146-1-1 章节章节 2.5.4.1 40% Class Bv谐波和交互谐波谐波和交互谐波 ：IEC61000-3-2(16A)、IEC61000-3-4(16A-75A) v电压波动电压波动 ：IEC61000-3-3(16A)、IEC61000-3-5(16A-75A)、 IEC61000-3-11（75A） lAFE产品介绍lAFE的应用价值lAFE的技术规格和硬件配置l海得电力电子研发平台海得电力电子研发平台lAFE在港口的应用案例lBTU,DEMAG,FMC,ITS,GE.lSchneider、Omron、AB

18、B、Hirschmann .l配电容量稳态3MW的实验室能量内循环的节能实验系统，可支持更大功率实验可进行秒级全功率瞬变的、模拟真实现场工况l深度达到4米的低温试验箱l配套建设了高温老化试验室l我们为DEMAG，世界第一港机商，提供电气柜l我们为GE-Power的欧洲部，提供电气柜防雷测试lAFE产品介绍lAFE的应用价值lAFE的技术规格和硬件配置l海得电力电子研发平台lAFEAFE在港口的应用案例在港口的应用案例l简介： 防城港位置优势得天独厚。既沿海又沿边，全市有4个国家一类口岸，1个国家二类口岸，市内交通便捷，铁路和高速公路均直达港口，是国内尤其是西南、中南、华南地区便捷的出海出边通道。随着中国东盟自由贸易区建设步伐的加快，防城港市的战略地位和作用越来越重要，不仅是西南出海大通道的主门户，更是我国连接东盟国际通道的“桥头堡”。防城港港务局管理整个北部湾地区的港口，防城港也是整个北部湾地区吞吐量最大，运输最为便捷的港口。 硫磺扬尘硫磺扬尘潮湿多盐潮湿多盐大颗粒大颗粒l起升机构l大车、小车机构l变幅机构l开闭机构l起升机构及开闭机构: 具有位能性负载的特点 上行时-将电能转化为机械能. 下行时-将机械能转化为电能l大车,小车机构: 加速匀速段运行时,电能转化为机械能 减速段运行,将机械能转化为电能l变幅机构: 匀速运行 额定起重量25T额定负载时上升速度13