北京利德华福电气技术有限公司HARVESTA高压变频调速系统综述

PAGEPAGE24北京利德华福电气技术有限公司HARVEST-A高压变频调速系统综述1．HARSVERT系列高压变频调速系统的性能利德华福HARSVERT系列高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标,满足用户对于电力行业中风机、水泵类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要。本调速系统适配各种通用三相异步电机.利德华福HARSVERT系列高压变频调速系统采用全数字化微机控制、新型IGBT功率器件，实现控制更准确，满足调速精度更高的应用场合。2．HARSVERT系列高压变频调速系统技术方案2。1系统原理利德华福HARSVERT—A系列高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对于风机、泵类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要；为了最大限度的缩短高压变频调速系统安装和改造的施工周期，系统采用了一体化设计的理念,包括变压器柜、功率柜、控制柜、（高压开关柜或旁路柜可选）等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。在先进的生产和管理环境中，整套系统在出厂前已进行整体测试,确保每一台出厂设备的质量和性能。为了适用改造项目的需要和降低新建项目的投入，高压变频调速系统中的每一个功能部件可以分步进行安装,确保了高压变频调速系统不会在运输和安装过程中出现意外，方便的前后维护方式、灵活多样的散热方式、高性能的重要进口元器件、先进的生产工艺大大的降低了高压变频调速系统对现场环境的要求。单元串联多电平拓扑结构（CMSL)：2.2系统结构HARSVERT系列高压变频调速系统本体由变压器柜、功率柜及控制柜组成.下图为高压变频调速系统示意图:2。3下面分述高压变频调速系统几大主要构成部分及其特点：2.3.1变压器柜输入移相变压器的作用是将输入的高压工频电变换成为多组彼此间相互绝缘、电位独立的低压工频电输出，并分别送到各个变频单元中，各变频单元将输入的各组低压交流电分别经整流滤波变换成直流电然后再逆变成单相交流电。为了确保整个高压变频调速系统的稳定性，不会因为变压器的故障而受到影响，控制系统为变压器提供了相应的测量和保护项目:1）变压器配封闭强迫风冷系统，特点:风量大、能耗小、噪声低、外形美观、安装简便、运行可靠，通过该系统，操作人员可随时了解变压器运行温度，还可以设定控制器温度转折点，超温报警,超温跳闸等。2）温度保护采用三路巡检温度控制器，可以输出温度轻度过温和严重过热保护。具有就地和远方超温报警功能。温度控制原理示意图如下：3）变压器柜内装设了电压、电流检测器件，我公司的高压变频调速系统把相关电压检测融入到了功率柜的功率单元中，极大限度的减少了日常维护的工作量和缩小了整个设备的体积.变压器输入侧电压、电流检测原理如下图:变压器柜内部分主要元器件安装位置如下图：2.3。2功率柜功率柜是HARSVERT系列高压变频调速系统中非常重要的执行部件,我公司先进的设计思路在功率柜中得到了充分的体现，为了使系统能够长期安全稳定的运行，公司在功率柜中每一个器件的选用上都非常慎重,在将良好的设计思路转换为实际产品的生产工艺上，也投入了巨大的精力，从而奠定了产品具有优良性能的坚实基础,通过阅读下面的资料或今后实际的使用体会，会更深刻的了解HARSVERT系列高压变频调速系统的优异性能。下面分别从结构、功能原理、保护等方面具体阐述功率柜的基本特点：1）采用功率单元模块化的设计理念，每一个功率单元可以从机架上非常方便的抽出,移动和更换,所有功率单元是完全一致的,如果某一单元由于故障而不能正常工作，可以在允许设备退出的时间用备用单元将其替换，更换一个单元的时间只需5分钟，无须专用工具。单个功率单元实物如图：2）采用成熟的逆变技术，功率柜中每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法,实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。每个功率单元直接使用大功率功率器件，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题，结构上完全一致，可以互换，系统为基本的单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，IGBT逆变桥的控制方式为PWM控制。功率单元原理如下图：功率单元中的主要元器件均采用进口优质品牌，大批量的生产保证了生产所用的元器件可以从外国厂家或大的贸易代理商直接定货,在器件采购管理上以及进口渠道上，保证器件的质量。所有的板级产品为我公司自行开发和生产，大批量的生产保证了所有的板级产品（每批次上百片)可以采用先进的机器焊接技术来生产，使得产品的质量和可靠性有了保证，用户也永远不用担心备件会停产和供货周期。单元输出的PWM波形如下图：3）采用单元串联多电平技术,根据电压等级不同采用级数不同的解决方案，通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组,得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以输出电缆长度很长，电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶轮的机械力。高压变频调速系统输出的相电压阶梯PWM波形如下图:功率柜正面视图：2。3。3控制柜控制柜是整个高压变频调速系统的核心,变频调速系统的所有功能都基于先进的控制理念才得以实现,控制器精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。人机界面提供友好的全中文WINCE监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。控制器还包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号（支持DCS硬连接/RS485/Profibus/Modbus/以太网等）的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制开关量，增强了系统的灵活性.控制器结构上采用VME标准箱体结构,各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。采用温度检测模块可以随时监控高压变频器各个部位温度。变频器控制系统各部件间的相互连接关系如下图：控制柜内部元件采用DIN导轨安装，柜内元器件的布置充分考虑了散热要求、相互之间的间隔距离、整齐美观以及方便检修等因素；所有布线都充分考虑电磁兼容的要求，信号线与电源线分开布置，保证安全的运行，我公司并于2004年年初通过电子工业安全与电磁兼容检测中心的权威认证,各项抗干扰度试验均满足相关标准的要求。控制柜的主要特点和相关技术参数如下所述：1）控制柜内所有元器件的正常工作离不开控制电源,我公司的产品充分考虑到了电源对于整个系统稳定运行的重要性,首先考虑到了多路、多种电源供电,供电方式灵活、安全、可靠,我公司技术人员，可以根据用户现场的实际情况,为变频系统设计最适合用户的电源接口,主要提供的供电种类有以下几种:一路交流供电、一路直流供电、双路交流供电、一路交流+一路直流供电，另外我公司的每一套变频调速系统都配置了UPS不间断电源，性能优良、运行稳定。即使在双路电源出现故障时，使控制系统能继续运行30分钟。2）我公司的变频调速系统用于处理各种柜内开关量逻辑信号、用户控制系统信号、现场各种状态信号的控制器选用了西门子的PLC系统。经过多年的使用经验,我公司工程技术人员已经全面熟悉并掌握了这些功能如何在我们的产品中毫无保留的应用，前面所有的功能已经充分的融入到高压变频调速系统中，也正是基于如此性能优良的产品,我公司变频调速系统具有了非常强大的与现场控制系统接口和通讯的能力，下面是标准的变频调速系统的接口情况和支持的通讯协议(请参考），同时还可以根据用户的需求进行扩展。（1）高压变频器的控制系统标准接口图如下(供用户参考）：(2）变频器与现场控制系统的通讯变频器控制系统可编程控制器采用高可靠性的西门子PLC，模拟量信号为4～20mA，4路输入2路输出，开关量的输入和输出接点全部为无源接点，24点输入16点输出,接受现场控制系统的控制信号，支持RS485、Modbus—RTU、Profibus—DP、TCP/IP、DeviceNet等通讯方式（具体通讯方式可在技术协议中明确），并反馈变频装置的主要状态信号和故障报警信号，实现与现场控制系统的闭环控制。此外，可以根据用户的需要扩展控制开关量，增强了系统的灵活性.开关量的输入和输出、模拟量的输入和输出均有一定的备用.变频装置I/O可根据用户的要求进行参数化。3)为了极大方便用户的操作、维护，我公司的产品已经将所有的操作和指示，集中到控制柜的人机界面上，现场的操作员可以经过简短的培训，就可以熟练的掌握如何使用调速系统，直观的故障显示功能，可以方便的告诉使用人员变频器的当前故障，结合公司的技术手册，可以迅速排除常见的故障，即使遇到无法解决的问题也不必担心，我公司在全国多个大中城市均设有办事处，最优秀的工程技术人员遍布全国各地。我公司选用的人机界面是一套以低功耗CPUARM—2440为核心（主频400MHz)的高性能一体化机。该产品设计采用了高亮度TFT液晶显示屏（分辨率640×480)，四线电阻式触摸屏（分辨率1024×768），以及具有电磁屏蔽性好、美观坚固的全钢结构外壳，同时还预装微软实时多任务操作系统WinCE.net(中文版）,它提供友好的全中文操作界面。在操作系统中配置了用户权限设置,针对于不同的操作人员，可以设定不同操作权限，对于全部参数只有熟悉现场设备和调速系统的管理员或系统员可以操作，具体的操作方法在公司的培训和使用手册中均可以了解到。人机界面可以实现远程监控和网络化控制，并且用户可以现场设定现实参数及控制逻辑，它的本机启动界面和控制界面见下：本机启动界面本机控制界面4)控制器结构上采用VME标准箱体结构,各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。5）为了实现用户的多元化要求，考虑不同的控制对象、不同的用户接口、以及不同的用户逻辑而设计了高压变频调速系统配置工具，可以利用该工具根据用户的要求对高压变频调速系统的现场参数进行配置，来让调速系统和现场完美结合，从而发挥系统的最大功效。相关参考界面演示如下：系统配置实用工具界面变频器主要功能设定界面控制柜内部分元件参考安装位置（以标准控制柜为例）如图所示:3．HARSVERT系列高压变频调速系统技术优势3。1核心竞争优势2007年，HARSVERT系列高压变频调速系统被授予“中国品牌产品”称号，利德华福公司亦是中国高压变频领航企业。其市场不但已遍布全国，同时还远销朝鲜、俄罗斯、印度、哈沙克斯坦、阿曼等国家.多次获得“中国最佳高压变频品牌”、“最佳新产品”等多项殊荣.北京利德华福电气技术有限公司从2000年推出第一台HARSVERT—A变频器样机到2009年8月，业绩已超过3000多台。HARSVERT系列高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，其谐波指标直接满足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；输出波形质量好,不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。相比而言，HARSVERT系列高压变频调速系统具有如下核心竞争优势:无速度传感器矢量控制——让控制更精准利德华福变频器可采用无速度传感器矢量控制的高性能高压变频调速产品，在高性能控制器硬件平台上,结合先进的实用化的矢量控制技术，将异步电机的控制性能提高到一个新的高度。传统的V/F控制精度不高，响应不够及时，往往无法满足低速大转矩负载或重载启动的电机。采用了无速度传感器矢量控制的变频器仅需对三相电压、两相电流进行检测，即可根据预先自动测定的电机模型，进行异步电动机的磁通和转矩解耦控制，实现低速大转矩负载启动和运行。矢量控制，在国外多称为磁场定向控制(FieldOrientationControl)，其核心思想是,以电机磁场为坐标轴基准方向，通过坐标变换的方法，实现对电机转矩和磁通的解耦控制。目前，无速度传感器矢量控制产品调速范围宽，稳态转速精度高，动态转矩响应时间小，启动转矩大，性能指标基本达到国际先进水平。采用无速度传感器矢量控制的高压变频调速系统具有以下功能：电机参数自动整定要实现矢量控制，需要检测电机的定转子电阻电感参数。HARSVERT系列变频器可对异步电机自动进行电机学堵转试验和空载试验,实现电机参数的自动整定。高压掉电恢复自动重启在某些用户场合，给变频器供电的高压电网可能会发生短时电压跌落或缺失，为了尽可能不影响正常生产，在设定时间内(系统默认：20秒）高压掉电恢复，HARSVERT系列产品能自动快速识别并跟踪当前电机转速，恢复正常运行。如果掉电超过设定时限,变频器自动进入待机状态。旋转启动如果电机被负载拖动仍在旋转甚至反转,变频器能识别跟踪电机转速并拖动负载到设定频率运行.同步电机变频调速及自动励磁控制功能HARSVERT系列变频器可用于同步电机调速，并具有输出功率因数闭环控制功能,能自动调节励磁电流，使同步电机运行在用户设定的功率因数.多达十级功率单元串联根据需要，HARSVERT系列变频器可实现4～10级功率单元串联，电压等级覆盖3~11千伏，驱动电机的功率等级可达5000kW。系统状态变量的实时显示和监控包括：输入侧和输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，电机转速，多点温度指示，变频器状态，等等.除了显示常用的电压、电流、功率温度等参数以外，监控界面还具有软件示波器功能，可供现场调试和监控使用。具有完善的电机和变频器保护功能,尽量保证设备连续可靠运行历史记录，包括故障报警记录、操作事件记录超强的抗电网波动能力HARSVERT—A变频器按照我国的电网情况进行设计,承受电压波动的能力可以到-35%～+15％电网电压波动时变频器维持运行，不停机。国内的众多企业中往往装备多条生产线,每条生产线均有几台主要辅机设备构成,这些辅机都挂在相同或不同的电源母线上.每当有大容量辅机（如磨煤机等）或同一母线下多台辅机群启动时,电源母线电压都有较大的降落（超过—15%），会影响同一母线上其他设备的正常运行。针对生产企业负荷波动大的这种工况，HARSVERT系列高压变频器进行了特殊设计,大幅度提高了其抗电网波动的能力，做到电压波动在±10%以内时,变频器可以维持满额输出；电网电压降落在—35％以内时,变频器都短时降额运行,若电网电压低于65％额定电压时,频器开始降低输出频率。如果6秒钟之内，电网恢复正常，则重新按照设定的加速时间,加速到当前设定的频率。如果电网在6秒钟过后，没有恢复正常，则变频器处于待机状态，等电网电压在设定时间内（系统默认：20秒）恢复正常，变频器可自行启动，系统可自动搜索电机转速，实现无冲击再启动,恢复到原来的工作状态。变频器来电自启动功能当电网电压低于65％额定电压时，频器开始降低输出频率。如果6秒钟之内，电网恢复正常，则重新按照设定的加速时间，加速到当前设定的频率。如果电网在6秒钟过后，没有恢复正常,则变频器处于待机状态，等电网电压在设定时间内（系统默认:20秒）恢复正常,变频器可自行启动，系统可自动搜索电机转速，实现无冲击再启动，恢复到原来的工作状态。旋转中再启动功能为了适应国内电网波动大，现场主动力电源母线段切换的要求，系统提供旋转中再启动功能。在启动旋转中的电机时,变频器可自动搜索跟踪电动机转速按照设定加减速时间恢复正常运行状态（即转速跟踪技术),保证机组安全运行不跳闸.在现场主动力电源母线段切换过程中，系统自动识别网侧电压变化，系统保护不停机；待电网电压恢复后，自动启动设备运行至给定频率值，满足现场对设备的高可靠性要求。为了满足不同现场对旋转中再启动功能的需求,系统提供完备的参数设定功能，保证系统动作有效,保护得当.真正适应现场运行工况要求。控制电源冗余设计为了提高控制电源的可靠性，满足现场控制电源多样性的要求，HARSVERT系列高压变频系统控制电源可接收AC220V或AC380V（三相四线制），且可以同时接受双路交流220V电源，互为备用，采用双电源自动转换开关，实现无扰切换，确保控制电源的稳定，除此之外还可以接受DC220V做为后备电源，实现交直流两路电源的互为备用。交流和直流控制电源都出现问题时，变频器还可以无扰动切换到自备UPS供电，变频器可以继续运行，做到控制电源丢失时(比如维修人员误拉低压电、开关跳闸、熔丝熔断等），仍然保证变频器和辅机设备的运行安全。完善的电机和变频器保护功能作为高压变频器的专业生产厂家，利德华福公司的研发人员考虑到了变频器及电机可能出现的各种运行情况，并针对各种可能出现的故障情况进行开发。HARSVERT系列高压变频调速系统针对各种故障情况分级设置保护功能,实现最大程度的不间断运行。保护功能分级设置即:对于一些问题，从变频器生产厂家的角度看,也许是很严重的问题，但从应用的角度看,可能降为次要问题。比如变频器运行过程中柜门被非法打开,厂家认为可能导致人员触电酿成事故,应做停机处理，但某些工况下可认为只作报警即可，不要导致主机设备停机.基于现场的这种需要，HARSVERT系列变频器对许多故障增加了“报警”或“停机”选项，对一些必须做停机处理的故障，则实行分级检测，在事态还不十分严重时事先提供报警。比如变压器严重过热必须停机，但在其温升达到跳闸停机值之前的某个门坎时,变频器就事先提供超温报警信息。如果产品定型，报警保护功能固化，不能根据现场应用更改，则难以满足现场的使用需求.HARSVERT系列高压变频调速系统具备完整的故障监测电路、精确的故障报警保护，完全可满足变频器及整个系统的运行需要。其基本保护功能有：过电压保护、过电流保护、欠电压保护、缺相保护、过载保护、过热保护、接地保护、短路保护等等.此外，利德华福公司还可根据用户要求及相关规定，加装更多保护装置，为用户量身定做,在此方面,我公司具有相当丰富的设计经验。友好、快捷的系统界面HARSVERT系列高压变频调速系统界面选用人机界面，是一套以低功耗CPUARM-2440为核心（主频400MHz）的高性能人机界面。该产品设计采用了高亮度TFT液晶显示屏，四线电阻式触摸屏，以及具有电磁屏蔽性好、美观坚固的全钢结构外壳，同时还预装微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.net（中文版),它提供友好的全中文操作界面。系统界面功能强大，产品支撑软件为汉化的最新的正版软件，软件完全自主开发，标准化设计；界面显示内容丰富且直观形象，能够显示系统状态变量的实时显示和监控，如具有故障信息查询、运行数据记录、变频器参数查询及设置、系统自诊断等等。先进的同步机控制同步电动机因具有功率因数高且可以调节、多极低转速设计方便、转矩响应快等特点，所以广泛的应用于泵站的水泵、化肥厂的空气压缩机、钢厂的轧钢机等行业领域,为了适应上述工矿企业对大功率高压同步电动机改善生产工艺和节能降耗的需求，我公司开发出了适应于同步电动机调速的高压变频调速系统，该系统由采用DSP控制的常规高压变频器和适应同步电动机调速的控制界面，辅以广泛采用同步电动机半导体励磁装置组成，可以实现对同步电动机的大范围平滑调速，根据负载波动变化自动调节励磁大小，实现同步电动机的恒功率因数运行。HARSVERT系列高压变频器对励磁系统的控制可以通过多种通讯协议、无源干接点实现，或者采用原来的控制系统来控制励磁的大小,由于采用成熟的高—高电压源型完美无谐波高压变频器，对电机和电缆绝缘无损害，无论是改造项目,还是新建项目安装和调试都非常方便。利德华福德技术人员经过大量的理论分析,计算机仿真和物理系统试验,解决了同步电机起动整步等关键问题,已于2006年4月底成功的将单元串联多电平型高压变频器应用于国内某合成氨厂1000kW/6kV同步电动机上。灵活、多样的通讯接口在很多工业系统中，主要采用DCS、FA及小型PLC系统等实现过程控制，主要设备需要进行自动监控连接。用户为了维护方便，系统现在主要采用硬接线方式和辅机调速系统（变频器)建立通讯联系,变频器的一些开关量状态通过节点送给主控系统，由主控系统对变频器的控制命令通过节点送给变频器，一些模拟量如频率给定、电机电流等信息则采用4～20mA电流源信号相互传送。传统变频器在接口设计上，仅具有“运行”、“待机”、“故障”、“报警”等几个简单的开关量输出端口，无法满足现场的接口需要.HARSVERT-A变频器在现场的应用过程中,充分考虑到现场的接口需要,内置了PLC,具有相当丰富的现场接口，可以满足各种各样的现场接口需求；灵活选择现场控制、值班室远程控制，GPRS无线远程控制（非标配功能）等；直接内置PID调节器，可开环运行，可闭环运行；另外，变频器内置PLC还可以将辅机的周边设备（如阀门等)进行有效管理，使其实现和辅机设备启停的联动,提高自动化水平。HARSVERT系列变频器不仅具有丰富的I/O及模拟量输入输出接口，同时可配置标准的工业通讯接口,产品可选择支持Modbus、TCP/IP、Profibus、DeviceNet等现场总线，可以和现场自动化控制系统实现实时数据交换功能。针对各种工艺及各行业要求进行的改进及附加功能针对水泥行业中高温风机、窑头排风机、废气排风机、煤磨排风机、原料磨循环风机、水泥磨排风机等高压电机的变频控制，我公司积累了大量的经验，可以提供相关专业设备的参考控制逻辑，以便更好的对系统进行控制。HARSVERT系列高压变频器在水泥行业的应用过程中,还应现场的使用需求增添了许多附加功能，比如在自动给定或控制信号掉线时，变频器可以进行有效识别，给出报警信息并维持原输出频率不变；为了增加调速的响应速度，变频器增加了非线性减速功能，既可缩短总的减速时间，又保证负载减速时变频器不过压。多电压等级，更大功率变频器HARSVERT系列高压变频调速系统输出电压具备3kV、3。3kV、6kV、6。6kV、10kV、11kV等诸多电压等级,目前，驱动电机的功率等级可达7500kW.适合各地区（中国、东南亚、俄罗斯等）电网特性，并可按照用户要求定制更多电压等级产品，满足不同用户的使用要求。电解电容在高压变频器中的成熟应用HARSVERT系列高压变频器功率模块内部采用的是进口电解电容，经过多年的运行经验和切合实际的理论研究，利德华福地技术人员完美地解决了电解电容在变频器中的使用难点，保证了变频器的正常运行和使用寿命。详细内容如下：电解电容寿命的计算公式为:L2=L1×2（T2-T1）/10。其中L2为电容实际使用寿命；L1为最高温度下工作时，电容的寿命，HARSVERT系列高压变频器提供的进口电容，L1=2000（H）；T2为电容所标明的最高工作温度，HARSVERT系列高压变频器提供的电容，T2=85℃；T1为电容实际使用的温度。在这里，我们考虑到了设备运行时，最恶劣的运行温度，T1取值为30℃。将上述参数带入公式，可得电容在恶劣运行环境中，其平均寿命最少约为：7.3年。其次,在变频器设计时,功率模块设有专用的风道，通过风冷将热量带走，保证电容的工作温度与外界环境温度相同。同时变频器采用易于更换的滤网,保证通过功率模块的风速不小于3m/s；在功率模块内部采用铜板作为正负母排,直接安装在电容器上；逆变器件电路中增加了“无感电容吸收电路”,有效地解决了回路中可能出现的电压毛刺，解决谐波问题;为了消除过电压对电解电容的影响，变频器则是在以下3方面采取了相应措施，保证过电压问题不会对电容器使用寿命有任何不良影响.1.功率模块内部均在电解电容两端并联了相应的均压电阻，改善、稳定了电容器两端电压；2.HARSVERT系列高压变频器具备过电压保护功能,即：检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压的115％，则变频器保护；3.功率模块设计中均采用冗余设计，例多个电容串联的方法，提高电容电压，一旦发生过电压故障，变频器将报警，保护，此时也不会超过电容器的设计容量，保证电容器不会因过电压问题造成寿命缩短.因此，变频器采用的电容寿命可达：7—10年，运行可靠。3。2更多技术优势高-高电压源型变频调速系统,直接高压输入，直接高压输出，无须输出变压器;电源侧采用多重化整流技术，电网侧谐波污染小，功率因数高，符合GB14549－93标准和IEEEstd519—1992电能质量标准对电压、电流谐波失真度的要求无须功率因数补偿/谐波抑制装置;输出阶梯正弦PWM波形，输出谐波少,可接普通电机,对电缆、电机绝缘无损害，电机谐波少，减少轴承、叶片的机械振动,电机不会受到共模电压和dv/dt的影响，输出电缆可长达1000米；输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1％。可避免负载的喘振现象。变频器有共振点频率跳跃功能；具有完整的通用变频调速系统参数设定功能，诸如:频率给定方式设定、运行方式设定、控制方式、自动调度、启动方式选择、U/f分段加减速曲线设定、转矩提升设定、电机保护参数设定、旋转启动的时间设定、PID调节器设定、自动记录运行状态和进行显示等。控制系统采用全数字微机控制,有很强的自诊断功能，能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示,能在就地显示并远方报警，便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题；系统可在输出不带电机的情况下进行空载调试，也可在没有高压情况下用低压电进行空载调试；具有就地监控方式和远方监控方式.在就地监控方式下,通过变频器上的触摸屏显示,可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能设定、参数设定等均采用中文；利德华福提供的变频装置支撑软件为汉化的最新的正版软件；高压主回路与控制器之间为光纤连接，具有很高的通信速率和抗干扰能力，安全性好;自带优质冷却风机，风机电源与控制电源分开取电，电源取自输入侧变压器,保证了变频器的散热要求，提高可靠性；具有软起动功能，相关功能设定可在人机界面上设置完成，简单明了;可根据用户需要内置PID调节器；可根据用户要求，在电机调速应用中,参与阀门联动，配合现场控制系统，满足现场连锁要求。具有丰富的实际设计、运行经验，针对实际工况的特殊要求,为用户提供一拖N，N拖M等多种设计方案。在此方面，我们有众多设计案例，是专业制造高压变频设备的佼佼者。作为高压变频器生产的领航企业，利德华福公司在高压变频的研发、设计、生产、售后技术服务等等各方面都具有领先的优势，丰富的经验.曾作为起草单位参与国标：“GB/T12668.4—2006调速电气传动系统第4部分一般要求：1KV以上但不超过35KV的交流调速电气传动系统额定值的规定"。4．高压变频调速系统可靠性的安全性能设计4.1HARSVERT系列高压变频调速系统的可靠性保证(1）HARSVERT系列高压变频调速系统的可靠性设计：元器件级采取了以下主要措施，以确保元器件级的高可靠性,在完成相同功能的元器件之中，尽可能选择MTBF时间长的元器件。例如，针型连接器可靠性比金手指(边缘）连接器的可靠性要高得多,因此采用针型连接器来连接底板和各模板，保证连接的高可靠性.尽量选用高集成度的大规模集成电路来实现多个分立元器件的功能。减少元器件的数量,为此大量使用了CPLD和FPGA在设计电路中.为提高系统的温度适应能力，降低功耗，尽量采用低功耗的CMOS元器件，这样既降低了整体的功耗，提高了系统抗恶劣环境的能力。选用各种电阻、电容器及集成电路、隔离器件时,对其耐压能力留有较大的余量,对集成电路的拉电流、灌电流能力使用，也留有足够的余量。设计措施：提高系统各组单元的内在可靠性和系统抵抗外部故障因素的能力。上位操作计算机采用与主控计算机基本相同的软硬件配置，当主控计算机发生故障时，可以在不停机的状态下,迅速替换，保证系统的可靠性运行。控制系统由主控单元、西门子PLC、人机界面机组成，在主控计算机发生故障时，系统不停机，确保生产的进行。为了提高系统的抗干扰能力，所有的功率模块与主控单元之间通过光纤通讯,低压和高压部分完全可靠隔离，所有I/O板全部采用了隔离措施,将通道上窜入的干扰源拒绝在系统之外。控制器结构上采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术,系统具有极高的可靠性。电源系统完全采用开关电源技术，各部分功能单元采用独立的供电措施，保证在某一部分发生故障时,其他部分仍能可靠运行。⑥输入干式变压器免维护，可靠性高；⑦多级模块串联，器件工作在低压状态，便于采用成熟技术，不易发生故障；软件可靠性措施:整个软件开发过程按正向设计进行,底层实时控制系统为自行设计和编写，确保整个系统中没有不清楚的部分，资源分配留出很大裕度。整个系统的组成软件经过严格测试，穷尽各种故障可能，确保系统不死机，不出故障。对所有接口关系严格定义，且均设立非法进入和退出处理措施.（2）HARSVERT—A高压变频调速系统的可靠性制造：①大批量的生产可以对每个批次的板级产品很容易进行老化测试.HARSVERT—A高压变频调速系统的所有电路板以及功率模块单元在生产后全部要进行高低温循环试验、加电老化36小时以上，以淘汰不合格品。②利德华福的企业标准Q/CPBLH003—2007作为高压变频调速系统的通用技术条件，要求每个系统出厂前不仅要经过多达几十项严格的生产测试，而且还要在厂内带载连续，然后还要经过品质管理部门的全面检验才能出厂。③制度化设计和管理保证产品的质量是客观的,而不依赖于某个人。变频调速系统从开发、设计、生产、检验到用户处的安装调试，以及售后服务，严格按照ISO9001质量管理体系实施，工程合同的执行过程每一个环节均由文件进行交接,所以项目的进行是很制度化的，不会受人为因素的影响。（3）HARSVERT—A高压变频调速系统的可靠性应用：①提高系统的实用性和使用方便性，全中文图形化的操作界面使任何人经过极简单的培训（半天）就可照界面提示使用。界面内嵌复杂的逻辑算法,以尽量防范用户各种情况下的误操作；另外，设计了自动/手动、本地/远程、开环/闭环等工况的无扰动动态切换,使操作更加容易方便。②彻底地培训用户，使其不仅能完全自己进行软件操作，而且能够进行硬件维修（只要会更换电路板）。③简化接线方式，保证用户接线时不犯错误.④加强各种模板的功能，大大减少模板的种类，这样可以减轻用户备品备件的种类和数量。⑤所有模板均为自行设计，生产，因此用户永远不用担心备件会停产和供货周期。为了在保证及时排除系统的故障，开发了远程监控组件，可以及时了解现场情况，方便进行远程技术支援.建立了一套完整的质量管理体系,建立了定期寻访用户的制度,随时了解用户的使用情况,及时与用户进行沟通，确保设备的可靠运行。⑧从用户的实践中，不断的反馈信息，不断的进行产品的改进，不断的完善我们的产品，从而进一步提高产品质量.4.2冗余设计除了上述的可靠性保证措施以外，HARSVERT系列高压变频调速系统，为确保系统动力部分具有良好的持续运行能力，尽可能减少故障停机概率。HARSVERT系列高压变频调速系统还采用多项保证安全的冗余设计结构。这主要包括：(1）功率单元在功率器件的选择上除了采用国际最成熟的进口功率器件(例功率器件IGBT均为国际实力最强的进口产品），并在容量上放大其额定使用阈量值。器件近似两倍的余量。使得高压变频系统工作在标称80％负荷情况下，变频器功率单元的负荷仅为IGBT额定通流量的60％左右，提高功率器件的抗冲击和饱和能力。（2)HARSVERT系列高压变频调速系统为单元串联多电平电压源型拓扑结构，这种结构的变频器在市场中的应用非常广泛。它具有全负荷变化下功率因数高（0.95）、对电网侧电能质量污染小、谐波含量低、dv/dt值小于1000V对电动机绝缘无损害真正适用旧电机、系统效率高（96％）、转矩脉动低小于0。1％等优点。”。除此之外，对于功率单元中电容器也采用冗余设计，例通过多个电容串联的方法，提高整体电容电压，保证电容器不会因过电压问题造成寿命缩短。（3）冷却系统冗余设计。高压大功率变频器的散热是影响设备安全运行稳定性的重要因素，因此，利德华福在高压变频调速系统的设计上一贯坚持热备冗余设计结构.确保设备的正常运行。(4）控制电源冗余.为了提高控制电源的可靠性，满足现场控制电源多样性的要求,HARSVERT系列高压变频系统控制电源可接收AC220V或AC380V（三相四线制），且可以同时接受双路交流220V电源，互为备用，采用双电源自动转换开关,实现无扰切换,确保控制电源的稳定，除此之外还可以接受DC220V做为后备电源，实现交直流两路电源的互为备用.4.3电气保护HARSVERT系列高压变频调速系统，除了在上述设计上采取更为严谨的设计思想外，对大功率高压变频器的电气保护性能提出了更加全面的设计和高可靠、快速动作回路。系统通过高速的信号传输通道，实时监测变频器输入、输出侧运行电压、频率、电流等参数，利用高速处理器和专业的保护回路实施最高级别的保护动作;确保系统快速切除故障点,避免设备损坏对系统产生扩散影响。5．北京利德华福的技术服务体系5。1技术服务网络及优势5.1。1强大的技术服务网络经过多年对技术人员的理论培训及现场实际经验的培养,利德