CL2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)組成部分包括變壓器柜、功率柜、控制柜及旁路柜（可選），如圖2.1所示。

 

                             圖   CL2700串聯(lián)H橋高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)典型組成部分

 

    圖中主要示意系統(tǒng)的組成部分，具體到各系列產(chǎn)品的實際安裝方式，可能有所區(qū)別。尤其是針對800kW以下的系列產(chǎn)品，采用了優(yōu)化設(shè)計方案，不但保證了整個系統(tǒng)的可靠性，而且更加緊湊，降低了對用戶的安裝空間的要求。（功率柜的數(shù)量隨裝置的具體的容量而不同）

    圖2.2是串聯(lián)H橋式高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)功率電路（6串/相）原理圖，以輸出6kV，每相6（6kV產(chǎn)品也可能每相5個單元串聯(lián)，對于10kV，每相8或9個單元）。圖中6 kV電網(wǎng)電壓直接給移相變壓器供電，移相變壓器二次側(cè)有18個獨立的三相低壓繞組。每一個三相低壓繞組給一個低壓單相變頻器（稱為H橋，或功率單元）供電，其電路圖如圖2.3所示。在圖2.2給出的例子中，輸出到電機的三相中，每一相由6個功率單元串聯(lián)，三相共18個功率單元，即可輸出三相對稱，電壓、頻率都可調(diào)的變壓、變頻電源。最高輸出電壓為6 kV，頻率50Hz,可直接驅(qū)動6kV的三相異步電動機。變頻器輸出10kV電壓，功率柜增加每相功率單元的串聯(lián)個數(shù)即每相8單元或9單元。

 

 

                           圖2.2  串聯(lián)H橋高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)功率電路（6串/相）原理圖

 

 

                                圖2.3  H橋單個功率單元內(nèi)部電路原理圖

 

2.1旁路柜構(gòu)成：

    旁路柜為可選件，用戶可以不采用旁路柜，高壓輸入和輸出線通過變壓器柜和功率柜中的接線端子進行連接。如果采用旁路柜時，可選擇“一拖一”或“一拖二”控制方式，還可選擇手動旁路或自動旁路控制方式，相應(yīng)地，旁路柜的構(gòu)成也不相同。

    手動旁路方式的旁路柜主要由真空接觸器、隔離刀閘構(gòu)成，如圖2.4所示，在使用時可進行變頻運行和工頻運行的手動切換。在高壓變頻裝置檢修時，旁路隔離刀閘閉合為高壓電機從電網(wǎng)直接提供高壓電源，不影響用戶的使用；而變頻隔離刀閘斷開，具有明顯的物理斷點，可保障檢修人員的人身安全。旁路隔離刀閘與變頻隔離刀閘間具有機械互鎖功能，可確保工頻回路與變頻回路不會同時導(dǎo)通。真空接觸器用于預(yù)充電回路。

 

                                           圖2.4  手動方式的旁路柜

 

    自動方式時的旁路柜主要包括真空接觸器、隔離刀閘等設(shè)備，如圖2.5所示，可以不需要人工操作，通過控制柜的可編程序控制器（PLC）自動進行控制，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，把變頻器輸出到電機的三相輸出自動切除并切換到電網(wǎng)直接供電，不會導(dǎo)致系統(tǒng)停機。自動旁路方式的旁路柜內(nèi)配置隔離刀閘QS1、QS2。在正常情況下刀閘閉合，變頻器檢修時斷開，具有明顯物理斷點，保障檢修人員的人身安全。

 

 

                                          圖2.5 自動方式的旁路柜

 

2.2變壓器柜構(gòu)成：

    變壓器柜內(nèi)主要為高壓隔離移相變壓器。以6kV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)為例，當采用1700V級的IGBT時，功率柜中每相由5或6個功率單元組成。這些單元皆由隔離移相變壓器二次側(cè)供電，且二次側(cè)依次相差一個相位差，可實現(xiàn)多重化串聯(lián)整流。在移相變壓器的一次側(cè)中，各折算的二次側(cè)電流疊加后，其電流波形非常逼近正弦波，因此對電網(wǎng)的諧波干擾非常小，完全滿足國際、國內(nèi)包括IEEE 519-1992和GB/T14549-93在內(nèi)各種標準的要求。同時，也改善了系統(tǒng)的功率因數(shù)。變壓器柜中同時包括溫度監(jiān)測控制器的測溫點（其溫控器安裝在變壓器柜內(nèi)），它實時循環(huán)監(jiān)測各相繞組的溫度，當溫度高于預(yù)定設(shè)置值時，啟動變壓器柜底部的6個橫流風機進行散熱。同時，變壓器溫度監(jiān)控器會及時在變壓器故障時，把信息立即反饋給控制柜，保證了變壓器的可靠運行。

 

2.3功率柜構(gòu)成：

    功率柜是變頻器功率主電路核心的部分，它由多個完全相同的功率單元組成，各功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加后組成輸出到電機的三相電壓。功率單元中的主功率器件為IGBT，所采用的IGBT耐壓為1700V級的IGBT。

    以6kV-6單元的高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)為例，當采用1700V的IGBT時，每相中包含6個功率單元，而每個功率單元的輸出電壓為交流577V，則相電壓為6×577，即3464V，相應(yīng)的，其線電壓為6kV。

若所設(shè)計的裝置為10kV變頻調(diào)速系統(tǒng)，采用的器件也是1700V級的IGBT，則每相中包含8或9個功率單元。

    通過采用了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)化PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制技術(shù)，使得輸出到電機的電壓波形非常接近正弦波，諧波含量小，dv/dt小，無需額外增加濾波器，可以直接輸出到普通異步電動機，且對變頻器到電機的電纜長度沒有要求。功率單元和控制柜之間通過高速可靠的光纖進行通信，可有效避免電磁干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。

 

2.4控制柜構(gòu)成：

     控制柜是整個高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心，它根據(jù)用戶在本地或遠程的操作和設(shè)置，并采集系統(tǒng)中電壓、電流模擬量，及各開關(guān)量，進行邏輯處理和計算后，決定并控制各功率單元的動作，進一步驅(qū)動電機，滿足輸出要求。

     控制柜中包括不間斷電源UPS、斷路器、可編程邏輯控制器PLC、DSP 控制板、IO板、光纖板、液晶操作人機界面及控制按鈕、開關(guān)等。其中，所有的計算在 DSP 控制板中進行?？刂坪诵臑閷I(yè)設(shè)計的雙DSP（數(shù)字信號處理器），并輔之以FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）和CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件），變頻器采用了它們不但可進行高速運算，實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，而且還大大簡化了控制電路的設(shè)計，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。

 

三、CL2700系列變頻調(diào)速系統(tǒng)性能指標

 

四、科陸變頻調(diào)速系統(tǒng)系列型號說明

 

 

1、電力工業(yè)：鍋爐給水泵、送風機、引風機等。

2、采礦行業(yè)：礦井的排水泵和排風扇等。

3、冶金行業(yè)：高爐鼓風機、煉鋼制氧機、除塵機等。

4、石化行業(yè)：大型輸油泵、化工生產(chǎn)的壓縮機等。

5、城市建設(shè)：自來水供水泵、集中空調(diào)壓縮機等。

    總之，在電力、礦山、冶金、化工、交通等各個領(lǐng)域中采用大功率風機、水泵類機械中，如果采用CL2700系列變頻調(diào)速系統(tǒng)進行調(diào)速控制，取代傳統(tǒng)的機械控制方法都可以取得相當顯著的節(jié)能效果。

表1  CL2700-06系列產(chǎn)品