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东芝-三菱(TMEIC)高压变频器产品

全球高压变频器及电气转动制造业的著名国际品牌。
■ 东芝和三菱公司有几十年设计和生产大功率电力传动设备的经验,有制造特大功率高压变频器的丰富经验,最大功率达到几万千瓦,已经生产了近千台特大功率的高压变频器。能够生产冶金轧钢系统用的主轧机高压变频,具有功率大,动态响应速度高的特点。
■ 变频器采用日本生产的相当于军品级的功率器件和最好的原材料。逆变部分采用日本三菱公司生产的第五代高压IGBT 组件,具有载波频率高、通态压降小,开关损耗小的特点,运行时的导通损耗和开关损耗都很小,使整机效率得到提高;同时由于减少了模块数量,使器件发生故障的概率得到降低。整流部分采用日本三社电气生产的整流桥或整流二极管,并同样采用模块化设计,使器件参数的一致性得到提高,减少了模块数量,因此故障的概率降低。滤波部分采用日本AIC 公司生产的长寿命、大容量电容器。
■ 采用 H 级绝缘设计的变压器,绝缘材料采用美国杜邦公司生产的NORMAX 绝缘纸,最高允许180℃,变压器的结构使一次侧散热较好,变压器的过载能力极强。变压器130℃超温报警,150℃过热保护动作。
■ 带有先进的上高压电预充电电路,减少了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瞬间充电电流,减少对系统和电网的电流冲击,延长单元内部整流二极管及电容的使用寿命。
■ 独特的单元散热结构设计,单元在设计上有良好的通风孔,使冷却风首先冷却单元内部的电容,然后再冷却散热器。对单元内部电容的冷却效果最佳,这种设计与不注重电容冷却散热的其他品牌变频器相比,使电容的温度更低,大大延长了电容的使用寿命。同时单元散热器过热保护温度整定值100℃,大大高于其他品牌的80℃,单元过热保护跳闸的几率大大降低,运行的可靠性更高。

 


■ 6KV 采用6 单元串联的结构,线电压输出IGBT 器件总耐压20400V,是电源电压6000V 的3 倍以上,比5 单元串联结构的器件耐压余量高20%。输出相电压13 电平,线电压25 电平,使输出电压波形非常好,输出电流为正弦波。可以完全用于普通电机而不降容。


■ 10KV 采用9 单元串联结构,线电压输出IGBT 器件总耐压30600V,是电源电压10000V 的3 倍以上,比8 单元串联结构的器件耐压余量高12.5%。输出相电压19 电平线电压37 电平,输出电流为正弦波,用于普通电机不降容。


■ 输入电压和电流均为正弦波,输出电流正弦波。


■ 每个单元采用4 根光纤(有别于其他品牌的2 根光纤)。其中2 根光纤专门用于控制系统对单元的H 型桥接的IGBT 进行直接PWM 控制,可以保证任何时候实现没有两个单元的IGBT 同时导通或关断,不会造成单元关断过电压的迭加。这种独特的单元关断过电压控制,使各个单元的输出负荷更加均衡,不会在电机和电缆上产生尖峰电压,对电机、电缆和变频器的内部绝缘没有损害,对电缆长度限制没有要求。

■ 独有的控制电源停电2 秒内不停机的功能,完全可以采用双路互投的控制电源,满足电源的切换时间的要求,是允许控制电源短时停电的唯一国际品牌变频器,也是唯一不需要UPS 就可以保证运行的可靠性的变频器。下图为控制电源切换时且不用UPS 时变频器满载运行时的波形。图中变频器速度SP_F=100%,转矩电流IQ_F=100%,输出电压E1_R_V=6000V,控制电源电压CPS 的切换很快,图中看不到控制电源电压的下降就已经切换完毕。切换时转矩电流IQ_F 瞬时下降,切换完毕后又自动恢复,变频器继续运行不中断。TMEIC 的高压变频在国内所有应用中,95%以上都不用UPS 电源(除非用户坚持加UPS),而是采用双路互投的控制电源,均能非常可靠地运行,完全避免了UPS 电源故障造成的变频器停机事故。


■ 允许主电源瞬时停电10 秒,电源恢复后立即自动再启动。电源断电后,电机空转运行,利用锁相环技术自动检测和跟踪电机的剩磁电压和相位,电源电压一旦恢复后立即自启动,不需要等电机剩磁电压衰减到零就可以自动再启动,不需要任何延时。这种快速的自动再启动是智能型的,适合于任何电机转速,无需预设再启动频率。这种快速的自动再启动还可以使电机的转速下降的很少,因此转速的恢复也很快,不会对系统产生不良影响。图中控制电源CPS 瞬时停电1.487 秒,转矩电流IQ_F 和励磁电流ID_F 均降到零,电机此时空转运行。速度指令SP_R 和速度反馈SP_F 都略有下降,但是由于时间很短,因此下降的很少。当电源电压CPS 恢复时,变频器自动检测电机的剩磁电压和相位,然后立即启动,没有延时,也不需要等待电机的剩磁电压衰减到零。启动时的输出电压E1_R_V 和剩磁电压MAIN_VAC_F 同幅值、同相位、因此不会产生启动时的过电流。启动后的输出电压逐渐加大到正常值,启动时的电流I1_F 是从零开始逐渐加大,最大值小于100%,不会过电流,待电机电压恢复正常后,电机电流I1_F 也恢复正常。


■ 输出过载能力特别强,标准125%,1min/10min,瞬间过电流的能力特别强,可以达到175%。
■ 独有的黑匣子功能,能记录变频器故障发生前25 秒,及故障发生后223ms期间的内部各种电压和电流的基准值和反馈值的波形,便于更加精确地分析故障原因。下图为黑匣子功能记录的故障发生前25 秒的运行波形,可以初步判断故障发生前系统是否已经发生有异常。可以记录28 种内部波形。


■ 独特的冷却风机控制理念:冷却风机采用三相电机,可靠性极高。冷却风机由控制电源供电,上高压电后风机运行,高压断电后风机延时2 分钟(时间可调)停止。这样可以使高压断电后变频器内部温度进一步降低后,才停止冷却风机的运行,可以延长设备使用寿命,同时可以避免冷却风机的频繁起停,大大延长了冷却风机的使用寿命。比按温度控制冷却风机的方案要优越。
■ 控制系统采用东芝公司生产的高可靠性的32 位电力传动专用DSP 数字信号微处理器,型号为PP7,不用散热风扇,不会热死机,指令代码不公开,因此不受病毒的攻击。同时可以为每个单元提供独立的PWM 信号,并通过四根光纤中两根独立的光纤传送到单元,对单元内部的IGBT 进行独立的PWM 开关控制。并保证所有单元的PWM 脉冲信号的上升沿和下降沿都不会迭加,避免IGBT 关断过电压的迭加。因此不会产生对电缆和电机有害的尖峰电压同时还可以使各个单元的输出负荷更加均衡,避免由于单元之间负荷不均衡造成的单元过电压。
■ 该处理器广泛用于冶金轧钢生产线上的主轧机变频、电力机车、高速电梯、风机水泵变频等高压、大功率传动设备上。另外结合日本最优秀的制造工艺生产的全套控制系统和印刷电路版,使整体的品质大大提高。同时控制系统不用普通的PLC 和工控机进行控制,而用专用的可编程主控板及输入输出接口板,因此可靠性更高。
■ 控制系统采用无传感器的矢量控制,将电机电流分为励磁电流ID,和转矩电流IQ,用电流环对励磁电流和转矩电流分别进行闭环控制,具有电流限制功能。在无传感器的情况下,自动计算和检测电机速度反馈,用速度环对转速进行闭环控制,转速控制精度高,转速误差不超过0.05%,可以做到一转不差。
■ 独特的动态加减速时间控制。利用电流限制功能限制加速时的最大电流不超过额定电流,并利用软失速功能,可以保证加速和运行时永远不过载,因此不会因为过载而跳闸。同时还可以限制减速时的再生转矩电流为零,使减速时不会产生给电容充电的再生电流,因此电容上不会产生过电压,不会因为减速时间太短而造成过电压跳闸保护。因此变频器不会发生加速中的过流跳闸或减速中的过电压跳闸,运行的可靠性更高。加减速时间的设定值可以更短,一般风机系统小于60 秒,水泵系统可以小于30 秒。而其他品牌的变频器加速时间的设定风机系统在150 秒以上,水泵系统在60秒以上。减速时间的设定风机系统250 秒以上,水泵系统100 秒以上。较短的加减速时间设定可以保证DCS 系统闭环控制时对变频器系统的动态响应要求,使电机的转速能够紧紧跟随DCS 的速度指令,不会产生大滞后及系统振荡。下图为变频器加速特性:速度反馈SP_F紧紧跟随速度指令SP_R 上升。转矩电流IQ_F_DSP 达到100%后不再增加。变频器自动延长加速时间使电机不过流,因此加速时间的调整是动态自动调整的。

变频器减速时限制转矩电流为零,没有再生转矩电流,因此电容上不会产生过电压,不会由于过电压而跳闸。下图中变频器快速减速时转矩电流IQ_F_DSP 降到零后不再下降,不会为负值,变频器自动延长减速时间,使电机惯性停止。

■ 出厂前整套系统经过严格的出厂满载试验,可靠性有保障。
■ 性能优异,输入输出谐波很少,6KV 采用36 脉冲整流,相电压13 电平逆变,线电压25 电平。10KV 采用54 脉冲,相电压19 电平逆变,线电压37 电平逆变。功率因数高(>0.96)。
■ 变压器柜和变频器柜分开运输,单体重量轻,用户安装方便。
■ 国内大功率业绩很多,最大功率达到53,000kW,全球业绩超过千台。
■ 大尺寸中文触摸屏界面,方便国内用户使用。

■ 完善的质量保证体系和售后服务体系。
■ 24 小时*7 天服务响应,在北京、上海、广州设置技术服务中心和备件中心。售后服务人员具有10 年以上的售后服务经验,能够准确的判断和解决现场出现的技术问题。
■ 国内1000MW 机组/600MW 机组有很多高压变频业绩。