高压变频产业技术发展趋势及合康公司的应用实践
高压变频大环境
未来五年中国在节能环保领域的投资将达到3000亿美元,占世界市场的30%,我国政府已把节能减排作为转变发展方式的重要措施。为此,国家将培育一批具有自主品牌、核心技术能力强、市场占有率高、能够提供较多就业机会的优势企业和企业集团,使环保节能产业成为国民经济的新兴支柱产业。中国节能减排市场十分广阔,在实施这些节能减排措施的过程中,将大量采用节能环保的技术和设备,在以节能减排为引导的产业结构调整过程中,环保节能相关产业、产品将收获颇丰。作为国家十大重点节能项目之一的电机节能,变频调速是其主要技术手段,这为变频节能产业的发展提供了新的机遇。
业界普遍认为,高压变频器正在迎来发展的黄金时期。目前,低压变频器已达到相当的普及程度,而高压变频器起步较晚普及率还不到10%,在近年内这个数据肯定会有较大提高。高压变频器不仅能实现节能,还能保护设备,实现自动控制,减轻劳动强度,提高生产率。从应用领域来看,高压变频器不仅用于风机水泵节能,在运动控制领域也能发挥巨大作用,比如提升机、轧机、轨道牵引等。
合康高压变频器目前的技术动态
经过几年的发展,国产高压变频器已逐步得到用户的认可,并取得占据国内半壁江山的可喜成绩。目前国内厂家的竞争格局有点像原来通讯产业的“巨大中华”(巨龙、大唐、中兴、华为),高压变频市场现在是春秋时期,将来还要进入战国时期。因此,高压变频器企业要在洗牌之前打造自己的核心竞争力。
高压变频器由于其特殊性导致了其至今仍然没有统一的拓扑结构。目前高压变频器的工作方式主要有四种:一是器件串联、二是电流源型
一、进一步提高运行的可靠性、延长预期寿命
(1)加强检验手段,完善过程控制
2007年合康花大力气自主设计和制作了一批测试、检验及老化工装设备,尤其在老化方面尽量模拟变频器运行现场对电路板单元及整机进行老化。
(2)完善变频器性能,如限流功能、电压余度、瞬时停电、飞车启动、限压等,避免不必要停机。
(3)组建变频器带载运行平台,两台电机同轴安装在一个平台上,一台用矢量控制能量回馈型变频器驱动,一台用测试变频器驱动,能实现能量回馈负载实验。
(4)进行总体寿命设计,在材料选用上确保变频器的整体使用寿命,如电线电缆、风机等。
(5)重新定义技术服务的职能。原先哪里出现问题哪里去维修,实际就是一个救火队,通过这几年的运行经验和数据统计分析,可以提前预测可能发生的故障,通过维护去尽量避免在运行过程中出现故障。
二、进行差异化设计、更好地适应不同工况要求
这其中包含了工程的部分内容,或进行二次开发。如火电厂风机的联动控制,确保故障时锅炉的安全运行;皮带机中双机驱动两台变频器的协调控制;海洋平台的三防设计等。煤矿监察和控制系统原先都独成体系,监而不控或控而不监,造成资源浪费,现在合康已把它们整合成了一体。
三、拓展国际市场
我们已经成功进入俄罗斯市场,占据俄罗斯一半的份额,现在还在开发东南亚及亚洲市场,在这个过程中积累经验,适应国际环境,为日后进军欧美日打好基础,因为每个国家都有自己的标准和要求,如俄罗斯对可靠性的要求就非常苛刻。
四、特殊功能设计
(1)同步切换,有些工况不允许停机,或者象皮带机、球磨机等,变频器仅作为启动设备,这都要求从变频到工频或从工频到变频的无缝切换,通过锁相技术能够将变频器的输出调制为工频电源特性。
(2)同步电机调速,同步电机启动时必须找准磁极位置,否则处于失步状态,无法实现同步启动,为达到最佳节能效果,运行过程中还要根据负载率调整励磁电流
(3)冷却风机双电源供电确保停机不产生结露而降低绝缘水平
(4)矢量控制,改善低速运行特性,如搅拌泵、皮带机、压缩机等
合康高压变频2007年的发展重点
一、大容量
2006年在俄罗斯投运的1台4000kW/6kV高压变频器,是当时投运容量最大的国产高压变频器,目前正在开发的7000kW/10kV高压变频器,需要解决的问题是:
(1)冷却
(2)IGBT并联、均流、吸收
(3)大电流带来分布参数的影响
二、能量回馈
目前主要应用于煤矿绞车控制,包括竖井和斜井,主井和副井,整流部分采用IGBT,实现能量的双向流动。
三、同步机高压变频
从电机构造来讲,异步电机功率做不大,因此大型驱动一般采用同步电机,同步电机不单要调速,实际上是一种位置控制,以前一般采用交-交变频方式,采用单元串联方式后能得到更好的输入输出特性,响应速度也更快。
合康高压变频的应用实践
一、俄罗斯下诺夫斯罗德市给水泵(2006年投运)
始建于1925年的俄罗斯夏诺夫格罗德市燃气发电厂,合康变频器用于给水泵,为了降低变频器上电时对电网和单元的冲击电流,增加了一个启动柜。变频器宽高深为7.2×2.4×1.4。变频器在运往俄罗斯之前,在北京重型电机厂进行型式实验,负载为1台3600kW/6kV同步发电机,2台1000kW直流电动机带动2台1000kW同步发电机,通过调节励磁调节变频器输出电流。目前已有30余台出口到俄罗斯,主要用于包括火电、石油等能源行业。
二、海洋平台(2004年投运)
海洋平台运行环境特殊,需要重点解决以下难题:
(1)运输吊装困难,要求可靠性非常高;
(2)空间小,没有控制电源,通过小变压器取电;
(3)盐露重、需要三防,包括柜体、连接件、电路板等方面;
(4)防滴与散热兼顾;
(5)对电缆等均有要求,需通过船级社检验。
2004年8月22日,合康HIVERT-Y06/077高压变频器在胜利油田海洋石油开发公司埕岛中心1号平台2#注水泵成功投运,稳定运行至今,打破了洋品牌在海洋平台上的垄断局面,为国产高压变频器赢得了一份荣誉。
三、同步电机(2007年投运)
活塞式压缩机同步机
同步电机的技术难点如下:
(1)恒转矩负载,必须考虑电机发热,根据电机负载率确定最低转速
(2)同步启动和异步启动,投运时间及励磁电流选择
(3)励磁调节
四川隆桥化工公司于2007年6月,投运了1台合康HIVERT-T06/077(800kVA/6kV)高压变频器,采用先进的无速度传感器矢量控制技术,无大电流冲击,负载运行平稳,运行频率连续可调。高压变频器投入后节能效果明显,在满负荷运行下节能效果可达到15%以上。扩展了高压变频器产业的应用领域,为国内同步电机进行变频调速翻开了新的篇章。
四、煤矿提升机(2007年投运)
矿井提升机
安徽淮北朔里煤矿于2006年10月1套合康HIVERT-YVF06/077高压变频调速电控系统,大大提高了副井系统的安全性和可靠性,速度曲线平稳,确保了副井提升机高质量运行,具有能量回馈电网功能,节能效果显著,原每月平均用电量3.1万度,现使用高压变频调速电控系统每月平均用电量2.33万度,节电0.77万度,节电率为25%。
合康变频器具有瞬时停电跟踪功能,实现了高转矩、高精度、宽调速范围驱动。同时具有低速输出转矩大,过载能力强,保护功能齐全,可靠性高,故障率低,维护方便等优点。由于采用了高压变频控制技术,整个运行过程平稳,无级调速,乘坐舒适,减少了机械的冲击,延长了设备使用寿命,产生了非常可观的经济及社会效益。
未来五年中国在节能环保领域的投资将达到3000亿美元,占世界市场的30%,我国政府已把节能减排作为转变发展方式的重要措施。为此,国家将培育一批具有自主品牌、核心技术能力强、市场占有率高、能够提供较多就业机会的优势企业和企业集团,使环保节能产业成为国民经济的新兴支柱产业。中国节能减排市场十分广阔,在实施这些节能减排措施的过程中,将大量采用节能环保的技术和设备,在以节能减排为引导的产业结构调整过程中,环保节能相关产业、产品将收获颇丰。作为国家十大重点节能项目之一的电机节能,变频调速是其主要技术手段,这为变频节能产业的发展提供了新的机遇。
业界普遍认为,高压变频器正在迎来发展的黄金时期。目前,低压变频器已达到相当的普及程度,而高压变频器起步较晚普及率还不到10%,在近年内这个数据肯定会有较大提高。高压变频器不仅能实现节能,还能保护设备,实现自动控制,减轻劳动强度,提高生产率。从应用领域来看,高压变频器不仅用于风机水泵节能,在运动控制领域也能发挥巨大作用,比如提升机、轧机、轨道牵引等。
合康高压变频器目前的技术动态
经过几年的发展,国产高压变频器已逐步得到用户的认可,并取得占据国内半壁江山的可喜成绩。目前国内厂家的竞争格局有点像原来通讯产业的“巨大中华”(巨龙、大唐、中兴、华为),高压变频市场现在是春秋时期,将来还要进入战国时期。因此,高压变频器企业要在洗牌之前打造自己的核心竞争力。
高压变频器由于其特殊性导致了其至今仍然没有统一的拓扑结构。目前高压变频器的工作方式主要有四种:一是器件串联、二是电流源型
一、进一步提高运行的可靠性、延长预期寿命
(1)加强检验手段,完善过程控制
2007年合康花大力气自主设计和制作了一批测试、检验及老化工装设备,尤其在老化方面尽量模拟变频器运行现场对电路板单元及整机进行老化。
(2)完善变频器性能,如限流功能、电压余度、瞬时停电、飞车启动、限压等,避免不必要停机。
(3)组建变频器带载运行平台,两台电机同轴安装在一个平台上,一台用矢量控制能量回馈型变频器驱动,一台用测试变频器驱动,能实现能量回馈负载实验。
(4)进行总体寿命设计,在材料选用上确保变频器的整体使用寿命,如电线电缆、风机等。
(5)重新定义技术服务的职能。原先哪里出现问题哪里去维修,实际就是一个救火队,通过这几年的运行经验和数据统计分析,可以提前预测可能发生的故障,通过维护去尽量避免在运行过程中出现故障。
二、进行差异化设计、更好地适应不同工况要求
这其中包含了工程的部分内容,或进行二次开发。如火电厂风机的联动控制,确保故障时锅炉的安全运行;皮带机中双机驱动两台变频器的协调控制;海洋平台的三防设计等。煤矿监察和控制系统原先都独成体系,监而不控或控而不监,造成资源浪费,现在合康已把它们整合成了一体。
三、拓展国际市场
我们已经成功进入俄罗斯市场,占据俄罗斯一半的份额,现在还在开发东南亚及亚洲市场,在这个过程中积累经验,适应国际环境,为日后进军欧美日打好基础,因为每个国家都有自己的标准和要求,如俄罗斯对可靠性的要求就非常苛刻。
四、特殊功能设计
(1)同步切换,有些工况不允许停机,或者象皮带机、球磨机等,变频器仅作为启动设备,这都要求从变频到工频或从工频到变频的无缝切换,通过锁相技术能够将变频器的输出调制为工频电源特性。
(2)同步电机调速,同步电机启动时必须找准磁极位置,否则处于失步状态,无法实现同步启动,为达到最佳节能效果,运行过程中还要根据负载率调整励磁电流
(3)冷却风机双电源供电确保停机不产生结露而降低绝缘水平
(4)矢量控制,改善低速运行特性,如搅拌泵、皮带机、压缩机等
合康高压变频2007年的发展重点
一、大容量
2006年在俄罗斯投运的1台4000kW/6kV高压变频器,是当时投运容量最大的国产高压变频器,目前正在开发的7000kW/10kV高压变频器,需要解决的问题是:
(1)冷却
(2)IGBT并联、均流、吸收
(3)大电流带来分布参数的影响
二、能量回馈
目前主要应用于煤矿绞车控制,包括竖井和斜井,主井和副井,整流部分采用IGBT,实现能量的双向流动。
三、同步机高压变频
从电机构造来讲,异步电机功率做不大,因此大型驱动一般采用同步电机,同步电机不单要调速,实际上是一种位置控制,以前一般采用交-交变频方式,采用单元串联方式后能得到更好的输入输出特性,响应速度也更快。
合康高压变频的应用实践
一、俄罗斯下诺夫斯罗德市给水泵(2006年投运)
始建于1925年的俄罗斯夏诺夫格罗德市燃气发电厂,合康变频器用于给水泵,为了降低变频器上电时对电网和单元的冲击电流,增加了一个启动柜。变频器宽高深为7.2×2.4×1.4。变频器在运往俄罗斯之前,在北京重型电机厂进行型式实验,负载为1台3600kW/6kV同步发电机,2台1000kW直流电动机带动2台1000kW同步发电机,通过调节励磁调节变频器输出电流。目前已有30余台出口到俄罗斯,主要用于包括火电、石油等能源行业。
二、海洋平台(2004年投运)
海洋平台运行环境特殊,需要重点解决以下难题:
(1)运输吊装困难,要求可靠性非常高;
(2)空间小,没有控制电源,通过小变压器取电;
(3)盐露重、需要三防,包括柜体、连接件、电路板等方面;
(4)防滴与散热兼顾;
(5)对电缆等均有要求,需通过船级社检验。
2004年8月22日,合康HIVERT-Y06/077高压变频器在胜利油田海洋石油开发公司埕岛中心1号平台2#注水泵成功投运,稳定运行至今,打破了洋品牌在海洋平台上的垄断局面,为国产高压变频器赢得了一份荣誉。
三、同步电机(2007年投运)
活塞式压缩机同步机
同步电机的技术难点如下:
(1)恒转矩负载,必须考虑电机发热,根据电机负载率确定最低转速
(2)同步启动和异步启动,投运时间及励磁电流选择
(3)励磁调节
四川隆桥化工公司于2007年6月,投运了1台合康HIVERT-T06/077(800kVA/6kV)高压变频器,采用先进的无速度传感器矢量控制技术,无大电流冲击,负载运行平稳,运行频率连续可调。高压变频器投入后节能效果明显,在满负荷运行下节能效果可达到15%以上。扩展了高压变频器产业的应用领域,为国内同步电机进行变频调速翻开了新的篇章。
四、煤矿提升机(2007年投运)
矿井提升机
安徽淮北朔里煤矿于2006年10月1套合康HIVERT-YVF06/077高压变频调速电控系统,大大提高了副井系统的安全性和可靠性,速度曲线平稳,确保了副井提升机高质量运行,具有能量回馈电网功能,节能效果显著,原每月平均用电量3.1万度,现使用高压变频调速电控系统每月平均用电量2.33万度,节电0.77万度,节电率为25%。
合康变频器具有瞬时停电跟踪功能,实现了高转矩、高精度、宽调速范围驱动。同时具有低速输出转矩大,过载能力强,保护功能齐全,可靠性高,故障率低,维护方便等优点。由于采用了高压变频控制技术,整个运行过程平稳,无级调速,乘坐舒适,减少了机械的冲击,延长了设备使用寿命,产生了非常可观的经济及社会效益。
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