高压变频器和软启动的应用

2.4 变频器设备简述：

变频器品牌和型号：VFD系列

额定输入电压：10KV，

额定输出电压：0-10KV

额定电流：525A，

额定容量：9000KVA，

过载能力：125%-1分钟，间隔10分钟。

3. 变频器的系统结构：

3.1变频器由输入变压器，变频单元及控制系统三部分所组成。主电路拓扑结构采用多电平串联技术，每相采用8个单元串联，三相共24个单元,48脉冲整流。变压器采用H级绝缘的移相整流变压器，可靠性极高。变压器的副边有24个低压绕组，分别给三相的24个单元供电。变频器的主电路拓扑结构原理和单元的原理图如下所示：

3.2变频单元实际上是一台三相输入、单相输出720V的低压变频器，开关器件采用三菱公司生产A级IGBT，耐温等级150℃，具有开关损耗小，导通压降低，热阻小的特点。因此发热量低，效率高，耐过热能力强。单元的过热保护为100℃。因此不易过热保护。并特别注意电容和单元控制板的冷却散热，使单元控制板的温度降低，减少故障概率。

3.3 变频器有带电抗器的预充电电路，充电电流小于额定电流。因此完全没有变压器上高压电时的激磁涌流，降低了通过整流二极管对电容器的充电电流，减少对系统和电网的电流冲击，也减少了对变压器的冲击。延长单元内部整流二极管及电容的使用寿命。由于电压高，即使充电电流小，但充电功率大，因此充电时间短。上高压时完全没有对电网的冲击电流。

3.4 由于这种软启动时是同期切换，完全无扰动切换。因此对鼓风机没有任和机械冲击。这种软启动系统，对电网和对设备都没有任何冲击，可以频繁地软启动和停止，不受启动次数的限制。因此可以分别启动多台电机。

4.本项目的软启动控制难点，是有两种不同的类型电机，既有异步电机，也有同步电机，而且功率不同，控制逻辑也不同。

4.1 变频器带异步机运行时，根据频率调节电压，电机的励磁电流和磁通由电压决定，变频器不需要控制电机的励磁电流，相对比较简单。但变频器带同步电机时，软启动阶段，需要变频器控制电机的励磁电流，变频器向电机励磁柜发励磁电流指令。励磁柜按变频器的励磁电流指令提供励磁电流。软启动结束后，电机投入到工频运行，变频器退出。励磁柜按设定的功率因数和负载情况，自动调节励磁电流的大小，脱离变频器的控制。

4.2两种变频器的控制逻辑完全不同，针对不同的电机，需要采用不同的控制逻辑。因此变频器采用两套控制器，可以切换。控制异步电机时用异步电机控制器，控制同步电机时用同步电机控制器。两套控制器的切换由变频器配套的PLC控制。按所要控制的电机选择。

5. 变频软启动的系统图如下：