ATV1200变频器产品及应用
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第1章:开始之前 - 安全信息 (2)1.1 人员资质 (2)1.2 预期用途 (2)1.3 危险分类 (3)1.4 基本信息 (4)1.5 标准和术语 (6)1.6 关于本手册 (6)第2章:人机界面 (7)2.1 控制柜上的控制面板典型正面局部示意图 (7)2.2 主界面操作按钮及布局 (9)2.3 主界面显示 (11)2.4 监控 (13)2.5 参数 (17)2.6 打开/保存 (62)2.7 高压变频调速系统的运行模式 (63)第3章:系统调试 (64)3.1 控制系统调试 (64)3.2 带高压进行调试 (66)3.3 用于矢量控制的参数调试 (67)3.4 预置控制方法的步骤 (72)第4章:典型故障排除和维护 (75)4.1“报警”分类 (75)4.2“重故障”分类 (75)4.3 其它常见问题 (77)附录A:ATV1200C PLC通信地址表 (78)1.1 人员资质只有那些经过适当培训并熟悉和理解本手册以及所有其它相关产品文档的内容的人员才被允许操作和使用该产品。
此外,这些人员必须经过安全培训,能够识别和避免涉及的危险。
这些人员必须具有足够的技术培训、知识和经验,能够预见和检测到可能会由于使用该产品、更改设置以及使用该产品的整个系统的机械、电气和电子设备所导致的潜在危险。
所有操作和使用该产品的人员必须十分熟悉所有适用的标准、指令和执行此类操作时的事故预防规定。
1.2 预期用途根据本手册,人机界面(HMI)软件是供工业使用。
人机界面软件被设计用于调试、控制和诊断 ATV1200C 产品。
该产品只能在符合所有适用的安全规定和指令、规定的要求和技术数据的情况下使用。
同时必须遵守关于产品预期用途的信息要求。
除了本手册中明确允许的用途之外,任何其它用途被严格禁止,否则可能会导致死亡、伤害与 / 或设备损坏。
1.3 危险分类在尝试安装、操作或维护设备之前,请仔细阅读下述说明并通过查看来熟悉设备。
我主要写的是应用场合及功能介绍罗宾康高压变频器介绍一、产品介绍1、罗宾康系列变频调速系统特点高效率、无污染、高功率因数罗宾康系列高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案,采用了多绕组高压移相变压器,二次侧绕组中流过的电流,在变压器一次侧叠加时,形成非常逼近正弦波的电流波形。
经过实际测试,50Hz运行时,网侧电流谐波 <2%,电机侧输出电压谐波<%(即使在40Hz时,仍然<2%),成套装置的效率>97%,功率因数>。
完全满足了IEEE519-1992对电压、电流谐波含量的要求;通过采用自主开发的专用PWM控制方法,比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1~2%。
先进的故障单元旁路运行(专业核心技术)为了提高系统的可靠性,整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压裕量,并在各功率单元中增加了旁路电路。
当某个功率单元出现故障时,可以自动监测故障并启动旁路电路,使得该单元不再投入运行,同时程序会自动进行运算,调整算法,使得输出的三个线电压仍然完全对称,电机的运行不受任何影响;以6kV高压变频调速系统为例,每相有6个单元时,预置好参数,当某一相中有2个功率单元出现故障时,故障单元将自动旁路,系统仍然可以满负荷运行;即使某一相中所有6个单元故障,全部被旁路,系统输出容量仍可高达额定容量的%。
这种控制方法处于国际先进,国内领先水平,将大大提高系统的可靠性。
.3高性能的控制技术罗宾康系列高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术,可以实现恒转矩快速动态响应,并且具有加、减速自适应功能,即可根据运行工控参数的实际情况,自动调整加、减速时间,在不超过最大允许电流的情况下,快速达到设定频率或转速。
同时,系统可以自动识别电机转速,用户可以不考虑电机目前的运行状态,电机不需要停止运行时,可直接实现电机的启动、加速、减速或停止操作;罗宾康系列高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。
变频器的工作原理及选型一、工作原理变频器是一种电力调节设备,用于控制交流电动机的转速和扭矩。
其工作原理是通过改变输入电源的频率和电压,来控制电动机的转速。
普通来说,变频器由整流器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器:变频器的输入电源普通是交流电,整流器的作用是将交流电转换为直流电。
整流器普通采用桥式整流电路,将交流电经过整流滤波后,输出稳定的直流电。
2. 逆变器:逆变器的作用是将直流电转换为可调节的交流电。
逆变器普通采用高频开关电路,通过控制开关管的导通和关断,将直流电转换为可调节的交流电。
3. 控制电路:控制电路是变频器的核心部份,用于控制整个系统的工作状态。
控制电路接收外部的控制信号,根据设定的参数和运算逻辑,控制整流器和逆变器的工作,从而实现对电动机的精确控制。
二、选型指南选择合适的变频器对于电动机的正常运行和效率提升至关重要。
以下是一些选型指南,可匡助您选择适合的变频器:1. 功率匹配:根据电动机的额定功率选择变频器的额定功率。
普通来说,变频器的额定功率应略大于电动机的额定功率,以确保变频器能够正常工作并应对电动机的负载变化。
2. 频率范围:根据应用需求选择变频器的频率范围。
不同的应用场景可能需要不同的频率范围,例如工业生产中的泵、风机等设备通常需要较宽的频率范围。
3. 控制方式:根据控制要求选择变频器的控制方式。
常见的控制方式包括恒转矩控制、恒功率控制和恒电流控制等。
根据具体应用需求,选择适合的控制方式以实现精确控制。
4. 响应速度:根据应用的要求选择变频器的响应速度。
对于某些需要快速响应的应用,如卷取机、切割机等,需要选择具有较快响应速度的变频器。
5. 可靠性和保护功能:选择具有良好可靠性和完善保护功能的变频器。
变频器作为关键设备,应具备过载保护、短路保护、过热保护等功能,以确保电动机的安全运行。
6. 节能性能:选择具有良好节能性能的变频器。
变频器可以通过调节电动机的转速来实现节能效果,选择具有高效率和节能功能的变频器能够有效降低能耗。
施耐德ATV1200高压变频器ATV1200是施耐德电气(中国)有限公司生产的一款适用于大功率电机变频调速的高压变频器,有效完善了公司在配电、电机控制和控制系统领域的产品系列,相应了国家的节能减排号召。
ATV1200高压变频器变压器柜集成式输入干式隔离变压器,一体化设计;48脉冲,低谐波H级绝缘,整体真空压力浸渍工艺制作,三三相温度巡检仪。
功率单元柜低压低压IGBT单元串联技术,成熟可靠;多级PWM控制,输出完美正弦波;滑轨安装,更换方便;光纤连接,高速可靠。
控制柜基于DSP,CPLD,FPGA的先进主控系统;集成小型PLC,成熟技术,方便可靠;10寸中文触摸屏,调试容易;可配U P S,保证主控在任何情况下都能工作ATV1200产品构成电机异步电机及同步电机冷却空冷, 无水冷面板中文,标配10 inch彩色触摸屏电压3kV: 200~2000kW6kV: 220kW~14000kW10kV:315kW~18000kW特殊电压(4.16kV, 11kV等)低压IGBT串联方式脉冲3kV: 24脉冲6kV: 30脉冲10kV:48脉冲控制V/F及矢量控制方式模拟量及数字量接口标配模拟量输入、输出: 4路、2路标配数字量输入、输出: 6路、8路ATV1200参数图标水泥摇头排风机窑尾排风机窑头高温风机水泥回转窑(单驱,多驱)水泥磨机(多驱)电厂取锅炉引风机锅炉送风机一次风机凝结水泵排污泵石油、石化摇头排风机空压机注水泵潜油泵溶脱原料机泵蒸馏塔底泵焦化加热炉辐射泵柴油输送泵水行业取水泵供水泵一次抽水泵二次清水泵冶金摇头排风机高炉鼓风机一次除尘风机干熄焦循环风机烧结主抽风机高压除鳞泵煤矿皮带机(单驱,多驱)矿井通风机ATV1200应用领域。
目录第1章序言 (4)1.1特别需要注意的事项 (4)1.2安全注意事项标志 (5)1.3警告标签 (5)1.4开箱检查 (6)1.5产品搬运 (6)1.6产品保存 (6)1.7产品保修 (6)第2章产品概述 (7)2.1JR1000综合技术指标 (7)2.2变频器铭牌说明 (8)2.3变频器系列型号 (9)2.4变频器各部件名称说明 (11)第3章安装 (11)3.1安装环境 (11)第 1 页3.2安装方向与空间 (12)3.3多台变频器安装 (12)3.4变频器外形尺寸 (12)第4章配线 (13)4.1外围设备的连线图 (13)4.2主回路接线端子图 (13)4.3主板控制端子 (14)4.4控制端子说明 (14)4.6标准连接图 (18)4.7主回路的连接 (18)4.8控制回路的连接 (20)第5章操作面板及操作方法 (21)5.1操作面板说明 (21)5.2操作流程 (24)5.3运行状态 (26)5.4快速调试 (26)5.5试运行 (28)第6章详细功能说明 (30)6.1主要功能参数 (30)6.2驱动对象参数 (39)6.3矢量控制参数 (41)6.4V/F控制参数 (42)6.5附加功能参数 (44)6.6PID控制参数 (48)6.7多段速控制参数 (51)6.8保护功能参数 (52)6.10输入端子功能参数 (59)6.11输出端子功能参数 (66)6.12人机界面参数 (68)6.13485通讯参数 (73)6.14补充参数项 (75)第7章 MODBUS通讯协议 (77)7.1协议内容 (77)7.2应用方式 (78)7.3总线结构 (78)7.4协议说明 (78)7.5通讯帧结构 (79)7.6命令码及通讯数据描述 (82)第 3 页第8章故障对策 (96)8.1变频器故障诊断和纠正措施 (96)8.2电动机故障和纠正措施 (100)第9章保养与维护 (102)9.1基本维护和检查方法 (102)9.2定期检查项目 (103)9.3变频器易损件更换 (104)9.4变频器的保修 (104)第10章周边设施选用及配置 (104)10.1制动电阻配置表 (104)10.2断路器、电缆、接触器规格 (107)10.3输入交流电抗器、输出交流电抗器、直流电抗器规格 (108)第12章附录 (110)功能参数简表 (110)第1章序言非常感谢您使用JR1000 系列通用矢量变频器!1.1特别需要注意的事项1、在安装本变频器时,请用规定的螺丝固定安装在金属板上!2、实施接线前,务必切断电源!3、变频器内部的电子元件对静电敏感,因此不可将异物置入变频器内部或用手触摸主电路板及元件!4、切断交流电源后,变频器内部部分器件仍有高压余电,请勿触摸内部电路及零件,以防电击!5、变频器调速接地端子务必正确可靠接地!6、绝不可将变频器输出端子接到电源!7、在长时间不使用时,请务必切断电源!1.2安全注意事项标志标志标志意义标志说明危险指出潜在的危险情况,如果不避免,可能会导致人身伤亡!警告指出潜在的危险情况,如果不避免,可能会导致人身轻度或中度的伤害和设备损坏。
ATV1200产品介绍-Drive Your Future Business低压低压IGBT IGBT IGBT串联方式串联方式电压等级电压等级::3.0/3.3kV 6.0/6.3/6.6/6.9kV 10kV 及特殊电压(2.4kV,4.16kV,11kV等)输入脉冲数输入脉冲数: :3kV: 24脉冲6kV: 30脉冲10kV: 48脉冲11kV: 54脉冲ATV1200应用领域应用领域::变转矩: 风机和水泵恒转矩: 皮带机, 磨机等电机类型电机类型::异步电机及同步电机冷却方式:冷却方式:空冷, 空水冷中文面板标配10inch彩色触摸屏模拟量及数字量接口标配模拟量输入、输出: 4路、2路标配数字量输入、输出: 6路、8路可扩展ATV1200产品概况设计紧凑设计紧凑::功率单元模块化易于更换简易维护简易维护::变压器前维护安全措施安全措施::柜门可视窗口互锁系统安全机械逻辑门锁直流母线断电显示控制部分前维护装备齐全装备齐全::10” HMI 触摸屏UPS(30mins)柜内照明声光报警限位开关可编程I/O 坚固设计坚固设计::2mm钢板厚度IP41&IP42(可选)ATV1200产品概况高效冷却高效冷却::独立通风道变压器无额外风扇可清洗滤尘网不间断电源不间断电源::应对供电电压不稳变压器效率变压器效率::98.5%独特风道设计独特风道设计::提高变频器效率清除热点断电维持30分钟控制紧凑紧凑::电缆少容易调试无电力污染无电力污染::24-54脉冲整流输入电流完美正弦波不损伤电机不损伤电机::19电平PWM输出先进的PWM算法使电压冲击最小完美无谐波不附件支持2km电缆输出旁路柜和变频器一起供货标配手动刀闸(非施耐德品牌)ATV1200产品概况同步切换柜可实现工频无扰切换功能善用其效尽享其能™。
ATV1200变频器产品及应用施耐德电气(中国)有限公司摘要:本文介绍了施耐德电气ATV1200高压变频器的原理和主要器件构成。
同时,通过数个实际应用案例,展示了ATV1200在节能减排中的贡献。
关键词:ATV1200 节能高压变频器The Product and Application Introduction of ATV1200Abstract:This paper introduced the principle and main components of ATV1200 high voltage inverter which is from Schneider electric. By introduction of several actual cases, it can be shown that ATV1200 will greatly contribute to ECO application.Key Word: ATV1200 Energy Saving High Voltage Inverter一.概述当前,节能减排已经成为全世界的共识。
而随着工业生产及人们日常生活水平的提高,绝大多数的能源以电能的形式供应,因此,节约电能是节能减排的重要组成部分,并且相比其他能源,电能的节约也最具可操作性。
而据统计,电能的70%是用于驱动电动机的,因此,电机尤其是大功率电机的节能是节能减排工作的重中之重。
施耐德电气推出的ATV1200高压变频器正是顺应了节能减排的潮流。
它主要用于对高压大功率的电机进行变频调速,有着非常广阔的节能前景。
二.产品简介ATV1200采用了多电平串联的技术来实现高压的输出。
这是目前高压变频器最成熟的一种技术。
如图1:图1 多电平串联结构每一相的输出都是由若干个单元串联而成,每个单元都是一个三相输入、单相输出的变频器。
这种结构有如下的优点:1.采用了成熟的低压变频器技术串联而成,工作可靠。
变频器选用件的特点和应用1.概述众所周知,电机的转速和电源的频率是线性关系。
变频器就是利用这一原理将50Hz 的市电通过整流和逆变转换为频率可调的电源。
由于变频器是通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6 组功率元件导通/关断,从而形成电压、频率可调的三相输出电压。
其输出电压和输出电流是由SPWM 波和三角载波的交点产生的,不是标准的正弦波,包含较强的高次谐波成分,对电网上的其他设备产生很强的干扰,甚至造成不能使用。
为了减小变频器对其他设备和电网的干扰,同时防止电网其他干扰源对变频器的干扰,需要在变频器的输入、输出端增加滤波器、电抗器等抗干扰设备,为此森兰公司推出适用与不同规格变频器的滤波器、电抗器、制动电阻和制动单元,方便用户使用。
2 变频器选用件的特点和应用2.1 交流电抗器串联在电源与变频器输入侧,用于抑制输入电流的高次谐波,减少电源浪涌对变频器的冲击,改善三相电源的不平衡性,提高输入电源的功率因数(提高到0.75-0.85)。
建议在下列情况下使用输入交流电抗器:变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为101 以上;同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装三相电源的电压不平衡度较大(》3%);由于交流电抗器体积较大,成本较高,变频器功率〉30kW时才考虑配置交流电抗器。
2.2 直流电抗器直流电抗器串联在直流中间环节母线中(端子P1、P+之间)。
主要是减小输入电流的高次谐波成分,提高输入电源的功率因数(提高到0.95)。
此电抗器可与交流电抗器同时使用,变频器功率〉30kW 时才考虑配置。
2.3 滤波器在变频器输入、输出电路中,有许多高频谐波电流,滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导,也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。
根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。
输入滤波器有2 种,线路滤波器和辐射滤波器:(1)线路滤波器串联在变频器输入侧,由电感线圈组成,通过增大电路的阻抗减小频率较高的谐波电流; 在需要使用外控端子控制变频器时,如果控制回路电缆较长,外部环境的干扰有可能从控制回路电缆侵入,造成变频器误动作,此时将线路滤波器串联在控制回路电缆上,可以消除干扰。
ATV1200变频器产品及应用
摘要:本文介绍了施耐德电气ATV1200高压变频器的原理和主要器件构成。
同时,通过数个实际应用案例,展示了ATV1200在节能减排中的贡献。
关键词:ATV1200 节能高压变频器
关键词
The Product and Application Introduction of ATV1200
Abstract:This paper introduced the principle and main components of ATV1200 high voltage inverter which is from Schneider electric. By introduction of several actual cases, it can be shown that ATV1200 will greatly contribute to ECO application.
Key Word: ATV1200 Energy Saving High Voltage Inverter
一.概述
当前,节能减排已经成为全世界的共识。
而随着工业生产及人们日常生活水平的提高,绝大多数的能源以电能的形式供应,因此,节约电能是节能减排的重要组成部分,并且相比其他能源,电能的节约也最具可操作性。
而据统计,电能的70%是用于驱动电动机的,因此,电机尤其是大功率电机的节能是节能减排工作的重中之重。
施耐德电气推出的ATV1200高压变频器正是顺应了节能减排的潮流。
它主要用于对高压大功率的电机进行变频调速,有着非常广阔的节能前景。
二.产品简介
ATV1200采用了多电平串联的技术来实现高压的输出。
这是目前高压变频器最成熟的一种技术。
如图1:
图1 多电平串联结构
每一相的输出都是由若干个单元串联而成,每个单元都是一个三相输入、单相输出的变频器。
这种结构有如下的优点:
1.采用了成熟的低压变频器技术串联而成,工作可靠。
2.多个单元的输入可以由移相变压器供电构成多脉冲整流,消除对
电网的谐波影响。
3.输出也可以通过对串联单元的相位控制实现多电平的输出,以尽
量多的电平拟合正弦波。
消除PWM波形对电机的影响。
由于这种结构的高压变频器对电网和电机都几乎没有影响,因此,获得了最为广泛的应用。
ATV1200变频器的输出有3/3.3kV、6/6.6kV、10kV等诸多等级,3kV 及3.3kV系列有12个功率单元,每4个功率单元串联构成一相;6kV系列有15个功率单元,每5个功率单元串联构成一相;6.6kV系列有18个功率单元,每6个功率单元串联构成一相;10kV系列有24个功率单元,每8个功率单元串联构成一相;网侧的谐波电流失真THDI<2%;输出波形非常接近正弦波,如图2,无须输出滤波装置,可接普通电机,对电缆、电机绝缘无损害,电流谐波少,减少轴承、叶片的机械振动,输出线可以长达2000米。
图2 ATV1200的输出波形
整个变频器由变压器柜、功率柜、主控柜构成,如图3:
主视图
变压器柜
功率柜控制柜
图3 ATV1200高压变频器的构成
各部分的作用如下:
变压器柜变压器柜::装有移相整流变压器,为各个功率单元提供交流输入电压。
功率功率柜柜: 装有模块化设计的多个功率单元级联式的逆变主回路,向电机提供逆变后的可调电压。
控制柜控制柜:: 装有主控部件,控制变频调速系统的工作并处理采集获得的数据,具备人机界面各类数据通信接口和现场控制系统接口功能。
ATV1200采用的是多绕组的干式变压器,绝缘等级为H 级,同时装有温度检测装置,工作可靠,维护简单。
功率柜中所有功率单元安装采用滑轨,更换方便快捷;
功率单元同控制系统之间采用光纤连接,抗干扰能力强,强电弱电完全隔离; 功率单元工作在低压状态,技术成熟可靠。
控制柜内主要包含控制器、嵌入式人机界面、 PLC 、 UPS 、报警器、 DC24V 电源、控制电源开关、接线端子、操作按钮等组成。
控制器基于DSP , FPGA, CPLD 等当代最先进的电子器件构成,运算速度快,工作可靠。
PLC 和和其他控制器件均来自施耐德电气旗下的各产品事业部,以性能优异、质量优良而著称。
人机界面为10英寸的触摸屏,显示清晰、操作方便(图4)。
菜单方面保持了ATV 系列变频器一贯的简易精智的风格。
图4 ATV1200的人机界面
除了输出变频变压波形驱动高压电机这一基本功能外,ATV1200还内置了许多有用的功能:
1.旁路切换功能。
高压大功率电机通常处在工艺流程的关键部位,
绝大多数有连续运行,不许长时间停机的要求。
旁路切换功能可以在
变频器发生故障时,将电机切换至电网,以维持电机的持续运行。
同
时,很多工艺设计中,多个泵会并联工作提供所需的流体流量,在此
情况下,通常客户希望充分利用变频起动平滑无冲击的优点,依此起
动各台泵,并调节其中一台泵的转速以应对流量需求的变化。
为了确
保这种情况下旁路成功并尽量避免对电网和电机的冲击,ATV1200还
提供了同步切换的功能,即跟踪电网波形的相位,然后控制变频器输
出电压的相位,待两者同步后再进行切换,这样对电网和电机的冲击
最小。
2.掉电恢复再启动功能:电网掉电,在设定时间内(系统默认:20
秒)电网恢复正常,变频器可自行启动,系统可自动计算电机转速,
实现无冲击再启动,恢复到原来的工作状态;
3.飞车捕捉再启动。
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。
4.同步电机变频调速及自动励磁控制功能
5.内置PID功能。
能根据工艺要求自动针对工艺参数(流量、压
力、温度)进行控制。
上述功能加上齐全的通讯接口,得ATV1200能非常容易的集成到客户的生产工艺中去,大大简化了系统的设计、安装、调试工作。
三.实际应用
许多生产工艺,比如电厂、化工厂中都会用水作为冷却剂。
完成冷却的水一般会回流收集起来,由其他介质冷却后再次作为冷却剂流回去以节约用水。
这样的冷却过程通常需要由循环水泵来完成冷却水的循环。
如图8,高温饱和蒸汽在推动汽轮机叶片做功后,将进入凝气器,被冷却、凝结成水后打回锅炉。
凝汽器采用喷淋水来冷却蒸汽,流过凝汽器的喷淋水将由循环水泵打到冷却塔中冷却,然后再次流回凝汽器喷淋蒸汽管道。
图8
ATV1200高压变频器已经被广泛地运用到各种循环水泵的驱动中。
山东某热电集团采用了一台6kV输出的ATV1200驱动800kW的循环水泵,与过去阀门调节相比,节能率高达20%,按此计算每年节约的电费高达100万元。
江苏某化工公司采用1台10kV输出ATV1200驱动450kW的循环水泵,节能率更高达30%,每年节约电费超过80万元。
在水泥、冶金等行业中,都有粉磨工艺,其作用是将原料磨成超细的粉末以提高原料的使用率。
在粉磨工艺中,经过磨辊碾压、破碎后的物料被高速向上的气流带至分离器,粗粉经分离器后返回从新碾压、破碎;满足要求的细粉则随气流出磨,在系统的收尘装置中收集下来。
这里,一般由大功率的收尘风机来提供强力的上升气流。
收尘器所需风量根据工艺情况(产量及粉的细度)会有所变化。
使用变频器可以代替原有的风门,根据风压信号对风量进行自动调节。
江苏某钢铁集团的矿渣磨风机,采用了2台10kV, 3600kW的ATV1200来驱动收尘风机。
由于ATV1200内置了PID调节器,上级DCS只需根据工艺情况给出风压给定信号,ATV1200可以根据风压反馈信号自动调节风机转速以维持所需风压。
由于矿渣磨的工艺变化较大,因此节能效果非常明显,平均达到了34%,每年可节约电费上千万元。