高压变频器培训教材

HARSVERT-A变频器的原理

3.1变频器系统构成

HARSVERT-A系列高压变频器属于“高-高”电压源型变频器，由移相变压器、

功率单元和控制器组成，典型结构如下图所示。

10KV/50HZ

Saia

控制器

=L=

IIIIII-

3000V系列有12个功率单元，每4个功率单元串联构成一相。6000V系列有

15个（或21个）功率单元，每5个（或7个）功率单元串联构成一相。10000V

系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。

高压变频调速系统结构图

3.2输入变压器

输入侧移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时

采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。

6000V系列，变压器副边绕组分5级或7级。对5级产品，每级电压690V,

相互间移相12°,构成30脉冲整流方式。对7级产品，每级电压490V,相互间

移相8.57°,构成42脉冲整流方式；

这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率单元引起的谐波电

流，可以大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波，使其负载

下的网侧功率因数达到0.95以上。

另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，

其工作电压由各个低压绕组的输出电压来决定，工作在相对的低压状态，类似常

规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。各功率单元间的相对电压，由变压器

副边绕组的绝缘承担，避免了串联均压问题。

3.3功率单元

功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，整台变频器的变压变

频功能是通过单个功率单元实现的，每个功率单元都相当于-台交-直-交电压型单

相低压变频器。

功率单元整流侧用二极管三相全桥进行不控全波整流，中间采用电解电容滤

波和储能，输出侧为4只IGBT组成的H桥，电路结构如下图所示。

▲▲▲

▲▲▲

功率单元电路结构

在任意时刻，每个单元仅有三种可能的输出电压，如果A+和B-导通，从U

到V的输出电压将为+Ud,如果B+和A-导通，从U到V的输出电压将为-Ud,

如果A+和B+或者A-和B-导通，则从U到V的输出电压为0V。通过控制A+、

A-、B+、B-四只IGBT的导通和关断状态，在U、V输出端子可以得到VO的等

幅PWM波形。改变PWM波形输出正电压和负电压的交替周期，就改变了功率

单元输出电压的频率，改变PWM波形中正电压和负电压的占空比，就改变了功

率单元输出电压中交流基波的大小。

下图说明了如何通过改变A+、B+、A-、B-四只IGBT的触发脉冲，实现功率

单元变压变频输出的基本原理。

高频输出时IGBT触发脉冲及单元输出的PWM波形

A+------------------------------------------------------------------------------------------0~U-U-U-LJ-LJ-Lr-LJ-LJ-U_LJ~U_LI-UB

出11ULj_U_LJ~~U_LJ-U_LJLJ_LJ~~LJ~~UUI

A_______________________________________________________nnnnr~ir~|r~ir~inr_1nnnnR

fr,nnnnnnnnrnririnn」

低频输出时IGBT触发脉冲及单元输出的PWM波形

在实际系统中，控制器根据当前需要的输出电压和频率，用处理器产生A+、

B+的触发脉冲，通过光纤传递给功率单元。因为功率单元逆变桥同桥臂上下管不

能直通，A-、B-的触发脉冲可以分别由A+、B+的脉冲反相而得（另外考虑适当

互锁时间），从而在每个功率单元的输出端得到大小和频率满足需要的交流基波电

压输出。

3.4单元串联多电平的输出结构

变频器输出侧由每个单元的u、v输出端子相互串接而成星型接法给电机供

电，中性点浮空。虽然每个功率单元输出的都是等幅PWM电压波形，但相互间

有确定的相位偏移，通过串联叠加，可得到正弦阶梯状PWM波形。

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单元串联输出结构图（4级）

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V03

变频器各单元输出电压及叠加后的相电压波形（4级）

在实际系统中，为了方便实现，有时也采用直接对触发脉冲逐级移相的简单

控制方式，有时还在正弦参考波中加入1/6的三次谐波。由于变频器采用星型接

法，三次谐波电流没有通路，但却可以提高基波电压的幅值和变频器的出力。

从以上波形图看出，HARSVERT-A系列变频器提供的输出电压正弦度很好。

每个功率单元的开关频率可以较小（以减小器件损耗和发热），但变频器输出电压

等效的开关频率却很高，仅含少量的极高次谐波，无须输出滤波器就可直接用于

普通异步电动机驱动，并且电机不需要降额使用。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，减小了轴承和叶片的机械应力，输出电缆长度

也可以很长。由于采用多级单元串联，对于4、5、7、8级系统，变频器输出线电

压分别有17、21、29、33个电平，dv/dt小，可大大减少因dv/dt对电缆和电机的

绝缘损坏。

变频器采用这种单元串联的结构，使变频器可以实现单元旁路功能（该功能

为选件），当某一个单元出现故障时，通过使功率单元输出端子并联的继电器K

闭合，将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可持续降额运行，

可减少很多场合下突然停机造成的损失。

3.5控制系统

变频器控制系统接收用户的控制指令（启动、停机、急停、频率给定等），对

各功率单元进行触发、封锁、旁路等控制，使变频器提供相应的频率和电压输出。

控制系统还对变频器各部件的状态（如各个功率单元、变压器、风机等）进行监

控，提供故障诊断信息，实现故障的报警和保护。

在现场应用中，控制系统负责与现场接口，提供阀门联动、自动调度等现场

需要的控制功能。

为了实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，控制器与功率单元之间采用光

纤通讯技术，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。

1变频器装置介绍

4.1总体结构

变频器从物理结构上分为控制柜、功率柜、变压器柜三大部分，在某些应用

场合中，可能还配置旁路柜、上位机，典型结构如下图所示。

对于不同用户，随变频器容量大小以及出厂日期的不同，变频器外观会有所

区别，这些区别主要体现在柜体外部风格（颜色、滤网形式）、整体尺寸大小、控

制柜正面宽度、风机个数及通风方式、液晶屏形式及安装位置、功率单元的排列

方式（横排或竖排）、柜体布置（L型、一字型）等方面，但变频器的几个组成部

分不会发生根本变化。

4.2控制柜

变频器控制柜主要由控制器、工控机、PLC、UPS、报警器、DC24V电源、

控制电源开关、接线端子、液晶显示器、操作按钮等部分构成。

对不同用户，控制柜宽度可能不尽相同（600mm或300mm）,显示屏可能装

在正面、侧面或功率柜上。

声光报警器

控制器

工控机

PLC

控制电源开关

DC24V电源

接线端子XT1

接线端子XT2

操作警示

、_防尘滤网

控制柜主要部分功能介绍如下：

报警器：

变频器存在故障时，提供声光报警。声光报警可通过柜门的“报警解除”按

钮进行解除。变频器出现重故障的情况下，报警是连续的。如果声光报警是间断

的，则表明变频器出现的是轻故障。

控制器:

为变频器的核心，它接收和处理来自工控机及PLC的控制命令，产生每相各

级功率单元的触发脉冲，同时采集和处理所有功率单元反馈回来的故障信息。主

控制器由3块光纤板、1块主控制板、1块电源板和1块信号调整板构成。

好目光纤板

B相光纤板

C相光纤板

主控板

信号调整板

光纤

主控板电

源指示灯

主控板运行

指示灯

复位襄

物理结构上，主控制器采用标准的VME工业机箱，各印刷板采用插件方式，

通过把手两侧的紧固螺钉固定在箱体上，由机箱底板相互交换信息。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。

工控PC:

工控PC提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程

监控和网络化控制。变频器的功能设定、参数设定、运行记录、故障查询等功能

也由工控PC来实现。

如果变频器远控，由4-20mA给定运行频率，则正常运行时，工控PC仅起监

视作用，暂时关机不会影响变频器的正常运行。如果发现工控机运行异常，可以

用工控机面板的电源开关重新启动，观察故障是否可以排除。

变频器控制电源正常上电后，如果发现键盘没有响应，需要检查“键盘锁”

按钮是否由于误操作而处于锁定状态。工控机的复位由PLC来实现，工控机面板

的复位按钮无效。另外，如果环境灰尘较多，应经常将机箱的滤网取出，进行清

灰处理。

8M2按控制器

LINE电话线OOMI接触摸屏液晶冰COM3接上位机

工控机背视图

熨位线

工投机电源AD卡板大凤物工控机并,标、键以接口CRT显示器.接.

上图为工控机背部接线图，在维修工控机时，注意不要发生电缆连接错误。

如果用户实际设备采用一分四的电缆提供串口，请按照串口DB9插头上的标号一

一对接，并相互锁紧，防止松脱。

内置PLC:

变频器通过内置的PLC实现柜体内外开关量信号的逻辑处理，以及与现场各

种操作信号和状态信号的接口。PLC作为一种技术成熟的工业控制元件，为变频

器的现场应用提供灵活的接口和可靠性保证。

CPU226EM232.EM232EM235

CPU226为处理单元，利用P0RT1口与工控机通讯，利用I/O节点与控制器

通讯。现场来的各种开关量信号，也经过EM226处理，然后传递给控制器。EM232

为模拟量输出扩展单元，向工业现场提供4-20mA或0-10V输出。EM235为模拟

量输入扩展单元，工业现场提供的模拟量（各种给定、反馈等）经由EM235进入

变频器，由变频器实施相应的控制。

正常情况下，CPU226的RUN指示灯应处于发光状态，拨码开关应处于RUN

位置。EM235右下方的量程设定拨码开关应为OFFONOFFOFFOFFON。

根据具体用户的不同，变频器内置的PLC组件可能有所区别。为了适应特殊

用户的需要，个别产品可能具有EM222扩展模块，或具有更多的EM235、EM232

模块。

UPS:

UPS安装于控制柜底部，当外部提供的交流220V控制电源掉电时，继续向

变频器提供控制电源，以保证变频器的正常运行。对于HARSVERT-A标准产品，

UPS供电持续时间为30分钟。如果发生控制电源掉电，变频器立即提供报警信号,

用户必须在30分钟内恢复控制电源供电，否则变频器将因控制电源失电而停机。

变频器停机断电时，如果切断220V控制电源供电，则应同时关闭UPS开关,

否则UPS将因过度放电而损坏。

4.3功率柜

功率柜主要用于安装功率单元，按功率单元排列形式的不同，分横列式和纵

列式两种。不论横列式或纵列式单元柜，柜体总高度（含风机和地脚槽钢）为

2570mm,深度1200mm,宽度随功率不同而不同。在部分新产品中，控制柜可能

和功率单元柜连接为一个整体。

1

横列式单元柜纵列式单元柜

功率单元柜主要由功率单元、风机、风压继电器及附件、输出电压互感器、

电流LEM、接线端子等组成。

功率单元：

功率单元有卧式和立式两种，通过滑轨放置在单元柜中，用螺栓和滑轨固定。

每个功率单元通过输入端子R、S、T连接变压器的一组低压绕组，通过输出端子

U、V用铜母排与同相相邻功率单元串联，通过光纤和控制系统通讯。在同一台

变频器当中，每个功率单元的机械尺寸、电路结构和电气性能都完全一致，可以

互换。

功率单元的安装与串联

每个功率单元包括输入端子（熔断器座）、熔断器、整流桥、电解电容、IGBT

（可控逆变）、直流均压电阻（或均压板）、控制板、驱动板、旁路电路（可选）、

温度继电器、输出端子、散热器、箱体等部分。

功率单元电气结构图

卧式功率单元实物结构图

单元正面有红色（L1）和绿色（L2）两个指示灯，红灯表示功率单元已经上

电，绿灯表示功率单元内部控制电源正常。变频器高压上电后，所有功率单元的

绿灯和红灯都应该正常发光。设备高压切除后，由于电容的储能，功率单元的电

力不能在短时间内消失，红绿灯将保持点亮一段时间，在这段时间内，不能对功

率单元进行拆卸等工作，否则可能危及人身安全。

注意：变频器上电但没有启动运行时，可以用万用表测量各功率单元的输入

电压，相互间不应该有过大的偏差（在变压器副边电压允许的误差范围内）。启动

运行以后，由于各单元输出电压叠加，形成很高的相对电位，这时禁止简单用万

用表对功率单元输入电压进行测量。

变频器投入运行一段时间后，由于各种原因，输入和输出端子可能出现松动

现象，应注意停机进行检查，以免发生不必要的故障。

冷却风机：

功率单元柜按容量大小不同，顶部配有不同数量的风机，小功率变频器一般

配单相的离心式风机，由整流变压器副边的220V绕组供电；大功率变频器一般

配三相的风机，由整流变压器副边的三相38OV绕组供电；每个风机单独配置风

压继电器进行风压检测，一旦有风机损坏，风压继电器节点开路，控制系统提供

风机故障报警。

测风管安装位置

有些情况下，由于检修不小心等原因导致风管脱落，或者风压继电器不良，

即使风机正常运行，变频器仍然会报告风机故障。

接线柜：

在功率柜与变压器柜之间有一部分专门为接线而设计的柜体，用于将功率单

元输入端和移相整流变压器副边绕组出线相连。用户应定期检查这些转接螺栓的

松紧情况，防止接线松动、打火、螺栓发热或断裂的情况发生。

除了以上提及的部件外，在功率单元柜后边风腔底部，安装有输出电压互感

器。在前边环氧立柱的背面，安装有输出电流检测。

4.4变压器柜

变压器柜主要由移相变压器、温度控制器、冷却风机、电压互感器、电流互

感器等部件构成。在某些带旁路柜的系统，电压互感器可能安装在旁路柜中。一

些新型的设备，温度控制器可能从变压器柜门移装到控制柜。

变压器柜结构图

移相变压器有一组附加低压绕组，给变压器柜顶风机、变压器柜底风机、功

率单元柜风机供电，同时配置相应的控制开关。变压器柜顶风机和功率柜风机在

高压上电后即处于运行状态，变压器柜底风机的启停受温度控制器控制。如果环

境温度升高或变频器负载加重致使变压器温度达到风机启动设定值，风机会自动

启动。如果温度继续升高达到报警值，变频器能够提供变压器超温报警。如果温

度达到过热保护设定，则变频器提供跳闸保护。相反，如果环境温度降低或变频

器负载减轻致使变压器温度下降到规定值，变压器柜底风机将停止运行，以延长

风机寿命和达到节能效果。

对于各种绝缘等级的变压器，其温度控制器参数设定值如下表所示：

绝缘等级BFH

启停回差温度（C）555

报警温度（°C）90110130

跳闸温度（°C）100130140

具体到不同用户的每套设备，北京利德华福公司技术工程人员会结合当地实

际情况适当改变上表中的参数值，用户日后恢复这些参数时，应以现场投运时的

设定值为准。

以F级绝缘的变压器为例，变压器温度控制器的参数简易设定方法如下（细

节可参考随机提供的温度控制仪使用说明书）：

LD-B10T0D型温度控制器过热报警参数按如下步骤检查和设定：

•按画，PV显示同,用血或回将SV显示值修改为国（参数设定密码）;

•按画，PV显示还，用国或国将SV显示值修改为画（风机启动目标

•按髓,‘PV显示匣］,用囚或口将SV显示值修改为回（风机启停回差值）,

即：温度高于80+5=85℃时启动风机，温度低于80-5=75℃时停风机，；

•按国，PV显示所,用叵阚司将SV显示值修改为画©（超温保护值）;

•按回PV显示函工用封戢囱落SV显示值修改为叵画（超温报警值）;

•按画，确认修改后的参数值。

此外，变压器柜还安装有电压检测继电器，一旦高压上电，该继电器从附加

低压绕组得电，节点闭合，通知控制系统变频器处于高压带电状态。如果在运行

过程出现高压实际上电而变频器提示“高压没有就绪”时，请检查该继电器及其

触点和配线。

4.5旁路柜

旁路柜的主要作用是在变频器退出运行时，让电机和机械设备直接挂接工频

电网运行。按照用户要求的不同，旁路柜有手动旁路型、自动旁路无隔离型、自

动旁路带隔离型、一带一、一带多等多种形式。这里以最常见的一带一手动旁路

柜进行说明。

旁路柜结构图旁路柜接线示意图

手动旁路柜主要由隔离刀闸、操作手柄、指示灯、电子锁等组成，新型旁路

柜产品还有带电指示装置。对于配置旁路柜的变频器系统，到现场的高压输入输

出电缆都通过旁路柜连接，所以旁路柜中一般还

安装有电压互感器、避雷器等部件。

开关辅助

触点

电子锁用于实现隔离开关的电气互锁功能。

强行解锁孔操作方法如下：

•持续按住电子锁上的红色按钮，指示灯发

光并有“滋”的声音，再向右拉出电子锁

电子锁手柄

指示灯

左上的红色手柄，隔离开关的手柄方可操作。

•如果持续按住电子锁的红色按钮，小红色发光二极管不亮，也没有“滋”的

声音，表明操作顺序不符合互锁逻辑，该隔离开关目前不可操作。

•各电子锁可用钥匙插入解锁孔强行解锁。

机械互锁

•QS2和QS3为机械互锁，从机械结构上保证QS2和S3不会同时闭合。

2操作界面介绍

本节对HARSVERT-A变频器各种控制方式、各种运行方式的了解和掌握，包

括软件界面的操作（功能设定、参数设定、故障查询、波形浏览、运行记录等）、

远程计算机监控界面的操作、柜门开关按钮的功能及操作、变频器的启动停机。

5.1柜门按钮和开关

控制柜门板开关、按钮及操作界面

变频器控制柜柜门上共有两个按钮，分别为报警解除和系统复位；一个急停

开关，一个“远控/本控”选择开关。

急停开关：

该开关按下后自己锁定，沿顺时针方向转动开关帽可以解除锁定状态。变频

器运行情况下，按下急停开关，变频器立即封锁输出，同时控制高压真空断路器

跳闸。停机情况下急停开关按下，变频器不能启动。

在任何情况下，急停开关按下后就立即生效。

本机控制/远程控制：

控制方式选择开关，当开关处于“本机控制”位置时，可以通过触摸屏的软

件界面进行控制。如果处于“远程控制”位置，则变频器的控制权交给上位机、

用户操作台或DCS系统，触摸屏的启动、停机按钮无效。

报警解除：

报警解除按钮用于清除变频器故障时发出的报警音响。报警解除后，变频器

如果又发生新的故障，或者原故障消失后又重新出现，系统将重新提供音响报警,

而用户仍然可以用“报警解除”按钮将报警音响清除。

系统复位：

系统复位按钮用于在变频器停机情况下对工控机和控制器发出复位命令,用

于解除工控机死机及控制器死机等比较严重的系统故障，或者清除故障锁存状态。

变频器运行时，“系统复位”按钮无效。

5.2主控制界面

变频器主控制界面

主界面提供变频器当前控制方式、运行方式、运行数据显示，通过主界面用

户可以完成变频器的功能设定、参数设定、波形显示、运行记录、故障查询。

在本控方式下，用户可以通过主界面对变频器直接进行启动、设定运行频率、

停机、急停和复位等操作。

5.3功能设定

点击主界面“功能”按钮，可进入功能设定子界面。系统功能设定只在停机状

态下有效,界面如下：

功能设定子界面

主要设定项简单介绍如下，细节可参考变频器随机手册或说明书。

•调度方式选择

选择手动调度时，由人工设定变频器的运行方式、频率给定或被调节量的给

定值。选择自动调度时，变频器按照用户事先填制的调度表，自动获取规定时段

内的运行方式及设定值。

•运行方式设定：

选择开环运行模式时，用户可直接设定变频器的运行频率。如果选择闭环运

行运行模式，则用户可以设定被调节量（如压力、温度等）的期望值，变频器将

根据被调节量的实际值，自动调节输出频率，使被调节量的实际值自动跟随期望

值。

•频率设定方式：

选择计算机给定，则变频器接受监控界面（本机主界面或远程上位机界面）

的给定值。选择模拟设定，则变频器接受外部4〜20mA、加速/减速节点、或高速

/低速节点，来决定运行频率。

正常情况下，给定方式和“本控/远控”相互关联，不能独立设定。本控时锁

定计算机给定，远控时锁定模拟给定。

5.4参数设定

点击主界面“参数”按钮，可进入参数设定子界面，进行变频器参数、电机

参数以及高级管理参数的设定。一般情况下，这些参数只允许在变频器停机情况

下修改。

J关于各参数的意义及设定方式，细节可参考变频器随机手册或说明书。

参数设定子界面

5.5故障信息查询

HARSVERT-A系列变频器具有精确的故障定位及查询功能。任何情况下，用户

都可以通过故障查询窗口及时获知系统的当前状况及已发生过的历次故障信息，

包括故障发生时间、原因及位置，以便采取相应的处理措施。

北京利德华福高压变频系统--故陞信息

故障查询子界面

5.6运行波形显示

点击主界面“波形”按钮，可进入波形显示界面。

北京利德华福高压变频系统一一波形显示

波形显示子界面

利用波形显示窗口，用户可以观察输入或输出的电流电压波形，了解变频器

是否工作正常，有没有波形畸变或系统振荡等现象（CP7变频器无此功能）。

5.7运行数据记录

HARSVERT-A系列变频器具有自动记录运行参数的功能。用户对变频器发生的

每一次操作以及对应时刻也相应记录在案。所有记录的运行参数按文本文件格式

存放于工控机硬盘之中，每天作为一个文件，以日期作为文件名，用户可以选择

指定日期的运行记录，用“转存软盘”按钮拷贝，进行编辑打印。

「北京利德华福高压变频系统一-记录...

选择显示参量

B系统时间厂给定频率9输出频率9输入电流昌打印

P输出电流厂输入电压厂输出电压P输入功率

P输出功率P输入功率因数P输出功率因数P实际水压

显示

|口记录间隔：||30分钟累计运行时间1.5小时

时间段选择2000年|7月|28日|至2000年|8

Jj3B1

记录时间1给定频率1输出频率1输入电流1输出电流1输入电压1输出电压1输入0

00_07_28」

13:38进

45.0045.00006080

13:4045.0000.30.760905

14:11启45.0000.710.760701556

14:14改42.8943.0954.0880.8605

68及7404

14:15改

40.6840.6840.9369.5960891412

14:16改04.2

42.0342.0346.8774.61689305

14:36改42.2342.2347.6175.13084.3

64.9418

14:4042.2342.2347.5475.30079

6^04.8^

15:1042.2342.2348.7276.654.^

YL«C，cCC4CCCCCCL.LCCC八L

转存软盘

X删除文件H“返回I

运行记录子界面

3变频器的技术参数及特点

6.1技术参数

HARSVERT-A标准系列变频调速系统技术参数如下（个别用户的产品可能在

签技术协议时提出特殊要求，不尽相同）：

使用标准Q/HDBLH004-2001

安装地点室内

技术方案多级模块串联，交直交、高高方式

对电动机要求普通鼠笼式异步电机

额定输入电压/允许变化范围6kV,±10%

系统输出电压0〜6kV

频率输出范围0-120Hz

额定输入频率/允许变化范围50Hz±10%

对电网电压波动的敏感性+15%—30%,主电源瞬时失电5个周期可满载运

行不跳闸，掉电3s内不会停机；

变频器效率>96%

谐波输入电流＜4%输出电流（2%

平均无故障工作时间20000小时

输入侧功率因数>0.95（>20%负载）

控制方式多级正弦PWM控制

220V±10%AC,3KVA或同时输入220V±10%AC,

控制电源

3KVA和220VDC,3KVA

UPS型式、参数及容量在线互动式，1000VA,掉电可维持30分钟

逆变形式及元件参数1200V或1700V的IGBT,逆变桥串连,

整流形式及元件参数30、42或48脉冲，二极管三相全桥

传动象限1象限

高低压隔离采用惠普HFBR-EUS100光纤

噪声等级W75dB

冷却方式强迫风冷

过载能力120%lmin,150%3s,200%立即保护（GOus）

系统总损耗<4%

环境温度0℃~40℃

标准控制连接与DCS硬连接或现场总线

防护等级21P20

操作键盘中文彩色液晶触摸屏

界面语言简体中文

变频器输出电流、装置尺可一、总重量及单体重量和变频器的容量有关。

6.2产品特点

•适应于中国电网电压等级，直接6KV输入，直接6KV输出，无须输出

变压器，直接满足6KV高压异步电动机的调速需要；

•适应于中国用户电网工况，主电源+15%〜-30%波动不停机，瞬时失电5

个周期可满载运行不跳闸，掉电3s内不会停机；

•输入功率因数高，网侧不需要添加功率因数补偿装置；

•电流谐波少，对电网没有谐波污染，无须谐波抑制装置；

•输出阶梯正弦PWM波形，无须输出滤波装置，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，

输出线可以长达1000米；

•全中文WINDOWS操作界面，彩色液晶触摸屏，适应于一般值班人员的水

平；

•功率电路模块化设计，维护简单；

•高压主回路与控制器之间为光纤连接，安全可靠；

•完整的故障监测电路、精确的故障报警保护；

•干式移相变压器在柜体中内置，安装方便，免维护；

•内置PLC,易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要；

•可灵活选择现场控制、值班室远程控制，可通过电话网络遥侧遥控；

•可接受和输出0〜10V/4〜20mA工业标准信号；

•直接内置PID调节器，可开环运行，可闭环运行；

•完整的通用变频器参数设定功能；

•可进行运行数据和操作记录，打印输出运行报表；

•设备安装调试、参数设定方便快捷。

6.3参考尺寸

HARSVERT-A系列变频器标准产品所有柜体深度均为1200~1300mm,含风机和

底角槽钢的总高度为2570mm,宽度尺寸如下表所示。

2)6kV系列带旁路柜(mm)

6kV系列范围6kV级数模块型式控制柜功率柜变压器柜旁路柜总长

(一拖一手动)

容量W400kW5级立式小型化300600X2=1200900X1+600X2=2100600X2=12004800

400kW<容量W630kN7级立式小型化300900X1+600X1=1500900X1+600X2=2100600X2=12005100

630kWV容量W1400kW7级标准卧式300600X4=2400900X1+600X2=2100600X2=12006000

1600kWV容量W1800kW5级立式小型化300800X2+600X1=2200600X4=2400600X2=12006100

（柜深）

1800kWV容量W2500kW5级立式600900X1+600X4=33001300

900X1+600X4=3300600X2=12009000

+备份风机柜600

4日常维护与常见故障处理

9.1日常维护

HARSVERT-A系列高压大功率变频器具有高度的可靠性和免维护性，但仍要

定期地对变频器做如下的维护工作：

•半个月左右清理一次柜门防尘滤网的灰尘，保证冷却风路的通畅。如果环境

灰尘污染严重，定期清理的时间还应缩短。防尘滤网有各种形式，其拆卸方

法由现场培训时实际演示。

•三个月左右，对所有螺栓进行一次检查，看是否发生松动或变色，若松动则

应重新紧固，变色则需要更换

•半年左右对工控机内部作一次清灰处理，检查板卡是否松动，CPU风扇是否

能灵活转动。并对变频器进行一次全面的清灰处理。

•值班人员或维护人员要定期对变压器进行巡视、检查，记录变压器绕组的温

度值。在正常使用条件下运行时，保证变压器的线圈温升不超过限值80C。

•夏季环境温度较高时，应加强变频器安装场地的通风，保证变频器良好的通

风散热条件。

•如果变频器停机后恢复运行，如果环境潮湿，请先打开各控制电源，使变频

器通风半小时，以驱除变频器内部潮气，然后再通高压电投入运行。

•如果变频器长期停机，半年左右应通高压电一次，持续最少一小时，以防电

解电容发生漏电增加、耐压降低的劣化现象。

9.2轻故障种类与报警

对单元旁路、变压器轻度过热、柜门连锁故障、电机轻度过热、UPS输入掉电、

工控机故障等问题，变频器按轻故障处理。

轻故障发生时，变频器给出间歇的“音响报警”和间断的''故障指示报警

状态下，如果用户发出“报警解除”指令，则系统撤消“音响报警”信号。

对于轻故障的发生，变频器不作记忆锁存处理。故障存在时报警，如果故障

自行消失，则报警自动取消。系统运行时如果发生这类故障，变频器并不立即停

机。在停机状态下，如果存在这类故障，用户也还能进行启动等操作。需要提醒

用户注意的是，虽然轻故障不会立即导致停机，但也应及时采取处理措施，以免

演变为重故障。

9.3重故障种类与报警

变频器发生单元故障、变压器严重过热、控制器不就绪、设定禁止开门而柜

门开启、闭环运行时给定和反馈掉线等问题时，按照重故障处理：

重故障发生时，变频器给出连续的“音响报警”、“高压急切”以及“紧急停

机”指令。用户可以用“报警解除”按钮清除报警的音响信号，但变频器保持“高

压急切”以及“紧急停机”指令。

重故障发生后，系统作记忆处理。故障一旦发生，变频器报警并自动跳闸停

机。如果故障自行消失，“高压急切”以及“紧急停机”等指令也都一直保持，故

障原因被记录。只有故障彻底排除，并且用“系统复位”按钮将系统复位后才能

重新开机。

重故障发生时，高压电源将自动分断。如果因为其他原因没有分断，用户可

以用柜门的“急停”按钮将高压电源强行手动分断。

9.4常见问题的处理

本变频器具有高度的智能化水平和完善的故障检测电路，并能对所有故障提

供精确的定位，在工控机界面上作出明确的指示。用户可以根据工控机显示的故

障信息，分别采取相应的处理措施。

9.4.1直流母线过电压

变频器标准产品的输入电压正向波动值最大为+10%（和用户在技术协议中有

另行约定的情况除外），请检查输入的高压电源正向波动是否超过允许值；如果是

减速时过电压，请适当加大变频器的减速时间设定值。对于风机负载，做减速调

节时请不要过快，另外不要在机械设备仍然处于旋转状态下对变频器进行启动。

如果单元过电压发生在高压合闸瞬间，要避免这种现象，用户的高压开关应

采取有效的操作过电压吸收措施。

另外，接线螺栓的松动和打火、单元控制板损坏也可能引起单元直流母线过

电压。

9.4.2直流母线欠电压

变频器标准产品输入电压负向波动值最大为TO%（和用户有另行约定的情况

除外），请检查输入的高压电源负向波动是否超过该允许值，高压开关是否掉闸，

整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否紧固和断裂。检查功率单元三相进线是

否松动，功率单元三相进线熔断器是否完好。

另外，接线螺栓的松动和打火、单元控制板损坏也可能引起单元直流母线欠

电压。

9.4.3变频器过流

请检查功率单元输出uv端子是否短路，电机绝缘是否完好，装置是否过载运

行，负载是否存在机械故障。如果是启动时过电流，请适当增大变频器的加速时

间设定值。

对于一些使用滑动轴承的电机，启动时机械摩擦转矩较大，可适当提高变频

器“低频转矩提升”的设定值。

9.4.4单元过热

请检查环境温度是否超过允许值，单元柜风机是否正常工作，进风口和出风

口是否畅通，装置是否长时间过载运行。最后检查功率单元控制板和温度继电器

是否正常。

变频器在尘土较大环境中运行时，请经常清理柜门防尘罩灰尘。如果环境温

度超过允许值，用户最好配置空调和通风设备。

9.4.5单元缺相

请检查输入的高压开关是否掉闸，整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否

紧固或断裂，检查功率单元三相进线是否松动，功率单元三相进线熔断器是否完

好。

有时变频器在断电时会报出缺相，属正常现象，直接复位即可。

9.4.6光纤故障

请检查功率单元控制电源是否正常（正常时，L1绿色指示灯发光），功率单元

以及控制器的光纤连接头是否脱落，光纤是否折断。

有时变频器在断电时会报出单元光纤通讯故障，属正常现象，直接复位即可。

9.4.7控制器不就绪

控制器自检不能通过时报告该故障，可重新设定变频器参数，再次复位系统

尝试；如果仍不能排除，检查电路板之间的连接是否可靠，控制器到PLC的配线

是否松动，或更换单片机控制板。

正常情况下，控制器主控板的“RUN”指示等应处于有规律的闪动状态，如果

常明或常暗，或不规律闪动，则主控制板存在问题。

在上高压电的初始几秒钟或断高压电后的几分钟内，由于控制器处于被复位

的状态，报告“控制器不就绪”为正常现象，过这段时间后应可以自行解除。

9.4.8旁路运行报警

个别功率单元出现故障时，变频器可以将其用旁路电路短路，在不停机情况

下使变频器降额运行，这种情况下系统提供旁路运行报警。系统旁路运行后，用

户不能使用变频器长期满额运行。

9.4.9柜门连锁报警

变压器柜、单元柜或者控制柜的柜门开启时报告该故障。请检查柜门是否严密关闭，行

程开关是否完好，配线是否脱落。

9.4.10变压器轻度过热

整流变压器轻度过热节点闭合。请检查变压器副边接线绝缘是否完好，是否

短路，装置是否过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机是否正常，风

路是否通畅，温度控制器功能是否完好，温度控制器过热报警参数是否设定合理,

参数是否被非法复位或修改，测温探头是否损坏。

系统缺省设定的变压器过热保护温度为iio℃。温度控制器过热报警参数设

定方法参见随机提供的资料。

9.4.11变压器严重过热

整流变压器严重过热节点闭合。请检查变压器副边接线绝缘是否完好，是否

短路，装置是否过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机是否正常，风

路是否通畅，温度控制器功能是否完好，温度控制器过热保护参数是否设定合理,

参数是否被非法复位或修改，测温探头是否损坏。

系统缺省设定的变压器过热保护温度为130℃。温度控制器过热报警参数设

定方法参见随机提供的资料。

9.4.12UPS输入掉电

UPS输入掉电，一般情况下意味着给系统提供的控制电源发生故障，系统在

UPS的电池供电下继续运行。用户必须尽快查明控制电源掉电原因，恢复供电。

9.4.13有故障显示无报警

用户按了“报警解除”按钮后，系统在原有故障下继续运行时，将只有故障

指示，而没有音响报警。停机情况下，用户可以用“系统复位”命令将系统整体

复位，恢复系统的音响报警功能。

声光报警器损坏或为其供电的电源有问题，也会出现有故障无报警的现象。

9.4.14报警但界面没有指示

控制系统上电后，PLC已正常工作，这时如果工控机没有及时进入工作状态，

变频器也将提供报警。请用户检查工控机电源线是否正常、工控机机箱电源开关

是否合上、是否已经正常进入控制界面、工控机是否死机。

9.4.15PLC无响应

工控机试图和PLC建立通讯没有成功，请检查工控机和PLC的通讯电缆和接

头，确认PLC是否处于RUN位置，检查PLC是否完好，检查工控机485卡是否损

坏。

另外，为PLC供电的DC24V电源如果出现问题，也可以引起PLC无响应。

9.4.16工控机死机

工控机死机后，控制系统自动对其复位，并且同时提供报警。如果工控机复

位后正常恢复其监控功能，报警也同时取消。

变频器运行时如果工控机死机，不影响变频器在原状态下的继续运行，但工控

机失去监控功能。在本机控制模式下，启动、停机、频率给定等功能失效。工控

机死机不能恢复时，可以将变频器切换成远程控制模式，变频器将自动停机，然

后用户可以改用远程操作命令控制变频器运行。

9.4.17控制器无响应

控制器故障或者处于被复位状态时，会出现控制器无响应。请检查所有控制板

是否插装到位，电源板所有指示灯是否全亮，主控板POWER指示灯是否发光，RUN

指示等是否处于闪烁状态，连接到主控板的RS485插头是否松动或脱落。

在变频器上电开始的6秒钟之内，由于屏蔽故障需要，控制器处于被复位状态,

显示“控制器无响应”属于正常现象，但6秒之后，“控制器无响应”应消失。

同样，变频器断电后，由于屏蔽故障需要，在几分钟内，控制器处于复位状

态，显示“控制器无响应”属于正常现象，但几分钟之后，“控制器无响应”应消

如果不是上电或断电的初始时刻，出现主控板RUN指示灯长时间发光或长时

间熄灭，或者不规律闪烁,则主控板存在问题。

9.4.18变频器无法启动

变频器的开机必须在得到系统待机指示后才能进行。在控制器就绪、开机允许、

远程和柜门急停按钮释放，同时还必须没有任何重故障等条件都得到满足的情况

下，系统给出“高压合闸允许”。当系统收到“高压就绪”信号后，进入待机状

态。如果系统在不报任何故障的情况下不能开机,请检查以上条件是否全部具备。

在变频器上电开始的6秒钟之内，由于屏蔽故障需要，控制器不接收启动命令。

变频器上电6秒之后，才能启动运行。

同样，变频器断电后，由于屏蔽故障需要，在几分钟内，控制器处于复位状态,

也不能立即开机，等复位结束后，方可重新开机。

另外，如果是远控不能开机，请检查“远控/本控”选择开关是否处于远控位

置。如果是工控机界面不能开机，请检查“远控/本控”选择开关是否处于本控位

置。

9.4.19不能调整运行频率

变频器运行频率给定方式由工控机界面设定。如果外部的模拟电位器无法改变

变频器运行频率，很可能是工控机界面中将频率给定设定为计算机给定方式；如

果用工控机界面无法给定变频器的运行频率，则是因为工控机界面的功能设定中

将频率给定设为模拟给定方式。

另外，如果工控机界面的功能设定中将变频器设定为闭环运行模式，则变频器

运行频率由PID调节器输出，不由用户直接给定，用户通过外部的模拟电位器或

工控机界面设定的只是被控工业变量的期望值。

另外，如果变频器无法达到设定的频率值，可能是用户的设定频率超出了最

高和最低频率限制值，或者设定频率落入跳转频率范围。如果每次都是自动升到

很高的频率后自动停机，则是因为用户在工控机界面中将运行方式设定为软启动

方式。

有些情况下，频率给定方式和“本控/远控”状态进行了连锁，远控时只认模

拟给定。有时远控情况下可能也有几种给定方式，比如DCS给定或操作台给定，

需要进行选择。还有部分情况，频率通过远程“加速”或“减速”按钮调节，各

个用户都有所不同，具体用户请参阅具体变频器的操作说明。

9.5故障单元更换

所有功率单元模块是完全一致的，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。更换功率单元模块可遵照以下

步骤进行：

第一步使用停机或急停按钮使变频器退出运行状态；

第二步切断输入高压电；

第三步打开单元柜门，等所有单元的Ll、L2指示灯熄灭;

第四步拔掉故障单元的JI、J2两根光纤头；

第五步用