Zinvert系列高压变频调速系统用户手册

Zinvert系列高压变频调速系统

用户手册

Ver1.5-0825

广州智光电气股份有限公司

GUANGZHOUZHIGUANGELECTRICCo.,Ltd.

2023年8月

目录

序言.................................................................................3

第1章安全须知........................................................................4

1.1标志约定...................................................................4

1.2安全规则....................................................................4

第2章简介............................................................................7

2.1产品特点...................................................................7

2.2应用领域...................................................................8

2.3功能简介...................................................................9

第3章技术参数与规格型号.........................................................11

3.1系统型号阐明...............................................................11

3.2组件与配置...................................................................11

3.3选型与外形尺寸...........................................................12

3.4产品通用技术参数...........................................................13

第4章工作原理与构造.............................................................15

4.1系统构成与原理...............................................................15

4.2控制系统...................................................................16

第5章操作............................................................................18

5.】运行前准备工作...............................................................18

5.2启动.......................................................................18

5.3变化频率给定值♦♦♦19

5.4减速停机...................................................................19

5.5自由停机....................................................................19

5.6断电.........................................................................19

5.7运行状态监视.................................................................19

5.8变频调速系统运行到旁路运行日勺转换（假如选配旁路柜）......................20

5.9旁路运行转换到变频调速系统运行（假如选配旁路柜）...........................20

5.10变频调速系统检修............................................................20

第6章人机接口和参数设置...........................................................22

6.】键盘和面板外观...............................................................22

6.2基本界面显示和操作...........................................................23

6.3液晶显示和面板按健详细操作措施............................................25

6.4控制相功能参数列表...........................................................39

第7章控制系统接口...............................................................43

7.1变频调速系统基本接口....................................................43

7.2控制器基本I/O信号接口表......................................................43

第8章安装阐明........................................................................49

8.1安装的安全注意事项...........................................................49

8.2地基、空间和周围环境的规定..................................................49

8.3高压部分安装...............................................................49

8.4设备接地...................................................................50

8.5辅助电源及电缆............................................................51

8.6控制信号用电缆...............................................................51

8.7电缆布线...................................................................51

8.8机械安装.................................................................52

8.9电气安装...................................................................53

8.10冷却系统安装.............................................................53

第9章调试............................................................................55

9.1调试常规预备工作...........................................................55

9.2调试人员配合...............................................................55

9.3验收.......................................................................55

第10章维护........................................................................56

10.1安全须知....................................................................56

10.2维护的原则程序...............................................................56

10.3维护计划....................................................................57

10.4维护项目....................................................................58

10.5维护日志....................................................................59

第11章故障的检测与排除...........................................................60

1L1故障分类....................................................................60

11.2故障指示...................................................................60

11.3故障记录...................................................................60

11.4故障检测的原则程序60

11.5报警和故障信息及其也许原因、处理处理措施61

1L6单元旁路..................................................................61

11.7工频旁路..................................................................62

第12章运送、存储、处理和循环运用...................................................70

12.1运送和存储过程环境规定...................................................70

12.2包装.........................................................................70

12.3装载和拆卸...............................................................70

12.4存储及及其条件...........................................................70

12.5备件.........................................................................71

12.6临时停运...................................................................71

12.7包装材料和废件的处理.......................................................72

第13章其他........................................................................73

13.1质量保证................................................................73

13.2顾客定货须知73

前言

感谢贵企业选用广州智光电气股份有限企业口勺ZINV'ERT系列高压变频调速系统产品。

广州智光电气股份有限企业推出的新一代高性能ZINVERT系列高压变频调速系统是一种集电力电子

技术、微电子技术、光电通信技术、计算机技术、自动化控制技术等为一体的高新技术产品，可应用于

多种领域，在多种豆杂场所均能演足高压电机的变频调速及节能口勺规定。该产品通过“功率裂变”与高

压“再生”技术（“电池组”技术）的功率单元串联，直接带动高压电机，具有对电网污染小、输出谐

波小的优良特性，各项技术指标严格符合对应原则最严酷规定，无需额外加装滤波装置即可适配多种电

机，顾客采用ZINVERT系列高压变频时无需更换原有电机。

广州智光电气股份有限企业兀为顾客提供高压变频调速系统从选型、现场安装与调试、外围技术配

套到现场验收等全套的技术支持，并可提供节能方案和多种成熟的现场技术处理方案。同步企业的高压

大功率变频调速试验室还可为广大顾客单位研究应用各类高压变频调速控制系统II勺可行性提供试验条

件，并为各单位学习、理解和掌握高压变频调速系统的运行性能提供培训条件，欢迎联络。广州智光电

气股份有限企业将不停努力，发明更好的技术，奉献更好的产品，提供愈加周到的服务，”使顾客安全、

节省、舒适地使用电力”一一与您一起为变频调速技术和节能事业做出更大的奉献。

“智光电气，发明电气世界新生活！”

ZINVERT系列产品包括广州智光电气股份有限企业多项专•利技术及企业独创的“STT”关键技术，

任何仿制都将受到我司的诉诸法律的追究，未经容许木手册不得复制。

为了使您以便有效地使用我企业的产品，可以在最短的时间内理解产品H勺基本原理和使用措施，清

您化操作该产品之前仔细阅读此顾客手册。

第1章安全须知

ZIWERT系列高压变频调速系统是一种高压设备，设备内部带有危险的高电压，同步某些部件区长

时间运行发热而温度升高，直接触摸会灼伤人体。当您对设备进行操作、维护和现场查看时，请严格遵

守本手册H勺规定。任何不对的的操作都也许导致人身伤害或设备损坏。

当按本手册的指导进行定位、安装、连线、维修时，设备是安全的。

1.1标志约定

A危险：假如您忽视它或处理不妥，也许导致人身伤害甚至死亡。

・警告：存在危险的状况，忽视它，将会导致人身伤害或严重损坏设备。

1.2安全规则:

总体规定

醍危险

♦产品技术规格规定必须严格遵守。

♦只有接受培训并获得资质的人员，才能对变频调速系统进行安装、操作、维护和调试。

有关安装

危险

♦变频调速系统应当安装在阻燃物上，如金属支架、水泥地面上。

♦变频调速系统的柜体内和附近不要放置易燃物品，包括设备图纸、阐明竹等。

警告

♦移动、运送和放置设备时，设备放置位置要水平、平整。

♦起吊设备时，要保证起吊设备的力量足够，起落过程要平缓。

♦不要将线头、纸片、金属屑、工具等异物掉（留）在变频调速系统装置内。

♦变频调速系统的组件受损时，请勿投入安装和运行。

♦必须在必要位置安装防护栏（标有高压危险标志），设备运行中不得将其移走。

有关配线

幺危险

♦必须严格按照阐明书技术规定和国标配置接地线。

♦配线作业必须由专业电工进行。

♦必须确认没有任何电压的状况下，才能进行作业。

♦输入和输出电缆的接线要按照指示，不得接错，否则也许导致设备的损坏。

♦确认输入电源符合产品技术指标规定。

♦输入、输出线要符合绝缘、容量等规定。

有关操作运行

危险

♦控制柜与其他柜体采用光纤隔离技术，不存在高电压，但也必须是通过培训H勺授权人员方

能进行操作。

♦对进线柜、移相变压器柜、逆变功率柜或旁路柜的操作必须遵守匾压操作规程，保持一只

手操作，并穿绝缘靴、戴绝缘手套，现场必须有此外一人监护。

♦本产品的进线柜、移相变压器柜、逆变功率柜或旁路柜均属高压危险区域，在通电状况下

绝对不能打开柜门进行作业（系统设置有闭锁装置）。

♦当设置启动断电恢复再启动功能时，必须确认再启动不会危及人身、设备安全。

♦输入主电源接通时，虽然变频调速系统处在停机状态，变频调速系统口勺端子仍然带电，不

要触摸。

警告

♦严禁在运行时断开风扇电源，这样会导至过热损坏系统设备。

♦不得采用接通和断开输入电源的方式，来控制变频调速系统的运行和停止。

♦上下电次序应遵照：启动时先开控制电源再接通高压电源，停机时先停稳电机，再断开高

压电源，然后断控制电源.

♦运行当中顾客应随时监视负载运行状况，小止常时应及时停机。

♦应保证系统安装的室内有良好的通风，维持环境温度在一5〜+45°C范围内。

有关维护和部件更换

危险

♦在不能确认没有电压和温度不高H勺状况下，请不要接触柜体内的任何部分。

♦必须在高压电源停电30分钟、并确认各单元逆变箱上的放电完毕指示灯点亮后，才能对变

频调速系统进行维护检查。

♦维护检查和部件更换必须由符合资质规定H勺人员进行。

♦应当常常检查接地电阻与否符合设备运行口勺规定和国标的规定。接地电阻不符合规定也许

会导致危险。

小一警告

♦产品采用强迫风冷，使用过程中会汇集灰尘等杂物，请定期进行清理。

♦产品通过•段时间的运行后由于机械宸动也许引起电气接触部件的松动，引起接触不良，

严重时也许损坏元部件及整机。使用一段时间后需要进行维护和清理检查，防止导致损失。

♦应当形成记录设备运行状况的制度和应用维护制度。

有关废弃

警告

♦废弃口勺元、部件，请按照工业废物处理。

其他

危险

♦变频调速系统对心脏起搏器有影响，在进入变频调速系统H勺房间地方安装一种合适警告信号。

我们会对每一位波及到Z1NWRT的安装、调试、操作和维修的人员进行一定的技术培训，并旦使

每一位有关人员对本手册口勺安全内容进行深入的学习和理解。安装变频调速系统和调试与维护变频请速

系统同样，所有的有关人员必须对一般的安全规则和原则的中低压电气设备安装安全规则有一种全面

的理解。此外还必须严格遵守本手册所简介的安全知识。

第2章产品简介

ZINVERT系列高压变频调速系统为直接高压输出电压源型变频器，它通过采用多级H桥功率单元箱级

联口勺方式实现了高压完美波形输出，无需升压即可直接拖动一般异步电动机，无需加装任何滤波器，谐

波指标严格符合IEC及国标对电网谐波最为严酷H勺规定。产品特点、应用领域和产品功能简要简介如下：

2.1产品特点

ZINVERT系列高压变频调速系统合用于原则中压（3kV,6kV,IGkV）三相交流电动机，具有如下的

特点：

输入谐波小

ZINVERT系列高压变频调速系统在电源侧采用多达18或24重:化（对3kV系统采用3级或4级单元

串联）、30或36或48或54重化（对6kV系统采用5级或6级或8级或9级单元串联）、54或60重化

的（对10kV系统采用9级或10级单元串联）整流技术，电网侧谐波污染小，功率因数高，符合GB14549

一93原则和IEEEstd519-1992也能质量原则对电压、电流谐波失真度的规定，无需功率因数赔偿及

谐波克制装置，对同一电网上用电的其他电气设备不产生谐波干扰。

高功率因数

/INVERT系列高压变频调速系统在全速范围内维持高功率因数，满载功率因数可达0.95以上，从而

减少由于功率因数低而引起的顾客电力变压器设备的运用率和顾客端的功率因数赔偿问题。

高效率

ZINVERT系列高压变频调速系统满载具有＞95舟的高效率，远高于老式类型调速的系统。

输入电压适应性强

电网输入侧电压波动值与额定电压比较有一15%〜+15与范围内时，通过电压波动赔偿算法来自动赔

偿输出，保证额定输出；网侧电压在65%额定值至115%额定值内不停机，保证电机持续运行（在由于

电源电压较低也许不能满载运行，即也许导致降额运行）。

输出谐波小

ZINVERT系列高压变频调速系统输出侧采用移相多重化的正弦脉宽调制（SPWM）,无速度传感器矢

量控制技术，输出谐波非常小，无需输出滤波装置即可适配多种电机。输出电压失真度低，电流谐波含

量少，不增长电机的运转噪音，防止电机额外发热，减小转矩脉动，减少设备上口勺机械应力。

高可靠性、维护以便

ZINVERT系列高压变频调速系统功率回路采用的IGBT功率模块，具有较大的电压设计裕度，IGBT模

块的触发与过流保护采用专用驱动模块电路，具有高可靠性。

ZINVERT系列高压变频调速系统的关键控制系统采用双DSP及超大规模集成电路技术，工业级机箱

设计，具有可靠的电磁防护功能，集高压变频调速控制和专业的电机保护功能于一体。成套系统具有完

善的故障定位和保护功能，针对电机和电缆也许发生的相间短路和单相接地故障，特殊设计了三重防输

出相间短路功能和过电压克制器，产品更安全可靠（首家通过国家权威机构检测包括输出相间短路保护

在内的所有保护功能）。

ZINVERT高压变频调速系统采用模块化设计，构造工艺设计完善，单元组件具有互换性，若出现故

障，可使用简朴工具在几分钟内迸行更换。成套装置具有安全的保护和防误操作闭锁功能。

ZINVERT高压变频调速系统具有功率单元自动旁路技术，使系统可以带故障运行，从而大大增长了

系统的可靠性与顾客设备的可运用率，合用于电厂等高可靠性规定工业现场应用场所。

断电恢复再启动

电网瞬时停电或发生瞬时可恢复性故障后，在容许等待的时间（长度可由顾客根据工艺规定自行设

定，最长可达30秒或更长）内，容许系统运行条件恢复后，在0.2〜1.0秒内ZINVERT高压变频调速系统

可自动搜索电机转速，实现无冲击再启动，恢复运行至设定状态，保证电机运行的持续运行可靠性，防

I上不必要停机导致的J损失。

软启动、无冲击电流

Z1NVERT高压变频调速系统对电机进行软启动，具有线性和二次方曲线形式来控制电压-频率比，

每种曲线形式有多条曲线供顾客选择。起动时间由顾客设定，内部设有加速过流限速功能，以保证电机

启动的冲击电流，保证电机的安全运行，延长其使用寿命。启动过程自动搜索电机转速，停机前不必保

证电机停转，可以实现对电网和电动机无过流冲击的迅速启动。

减少电机磨损，节省维护费用

风机、泵类等负载使用ZINVERT系列高压变频调速系统减少电动机转速来调整输出，不仅能到达节

能的目H勺，并且也大大减少电动机及其负载的机械磨损，为顾客节省维护费用。

节能效益明显

使用ZINVERT系列高压变频调速系统可自动调整电机转速与负荷匹配，到达节能的目口勺。对于风机

和泵类负载，功耗与电机转速成立方关系，理论上若系统运行在90拈额定转速，其有效功率可降至7盛,

当系统运行在80%额定转速，其有效功率可降至50%。

扩展性强

ZINVERT系列高压变频调速系统设计有丰富口勺模拟和数字量I/O接口、通信和网络接口、内置PLC,

可与多种自动化设备和系统接口，满足多种现场不一样的需求，远方频率给定多种方式，并具有频率给

定信号断线报警和保护功能。

2.1.12人机界面功能丰富

ZINVERT系列高压变频调速系统人机交互采用触摸按键与大屏面液晶汉化显示，设置、显示、操作

功能丰富，人机界面友好。具有虚拟示波器功能：高达128点/周期的数据采集和迅速傅立叶变换，实

时刷新频谱分析，实时显示输入输出交流电压、电流波形和并进行实时谐波分析。

2.2应用领域

ZINVERT系列高压变频调速系统重要应用于风机、泵类等通过调速控制大量节能的负载场所，详细

及用如下：

火力发电：引风机、送风机、吸尘风机、压缩机、给水泵、灰浆泵等。

冶金采矿：引风机、通风风机、吸尘风机、泥浆泵、除垢泵、离心进料泵等。

石油化工：引风机、气体压缩机、注水泵、潜油泵、主管道泵、锅炉给水泵、卤水泵、混合器、挤

压器等。

水泥制造：窑炉引风机、生料研磨引风机、压力送风机、主吸尘风机、冷却器吸尘风机、冷却黑排

风机、预热塔风机、分选器风机、窑炉供气风机等。

供水、污水处理：污水泵、清水泵、净化泵、生物粗处理塔泵、送氧鼓风机等。

其他：传动机械装置、风力涡轮机、风洞等。

2.3功能简介

频率设定

运行频率设定方式包括：可选LCD面板设定、控制柜电位器设定、外部4〜20mA或0〜10V模拟信

号输入给定、开关量频率升降给定等多种给定方式可选。

2.3.2运行方式

闭环控制；检测回路获得被控制量口勺实际值，与设定值比较，得到偏差信号。偏差信号通过PID

调整来控制频率控制信号，调整电机转速到达被控制量H勺调整，使之与设定值一致。

开环控制：选择开环控制，频率控制信号由中所述方式给定，按照压频比设定曲线控制电机运行。

2.3.3控制方式

当地控制：运用系统控制器上的键盘、控制柜上的按钮、电位器旋钮等就地控制。

远方控制：系统提供数字和模拟输入接口，由DCS实现控制。

2.3.4断电恢复再启动功能

电网瞬时停电并在短时间内（容许等待时间0.1秒〜30秒，可由顾客自行设定）恢复后，ZINVERT

高压变频调速系统能在0.2〜1.0秒内自动搜索电机转速，实现无冲击再启动至设定转速，无需等到电

机完全停止后再启动，保证负载日勺持续稳定运行。

2.3.5旁路功能：

提供工频旁路和单元自动旁路功能，提高系统的运行可靠性。工频旁路可以自动或手动投切（需在

订货时阐明）。

2.3.6参数设定功能：

可设定转矩提高、U/f加速曲线以适应不•样的负我状况，可以设定多达3个共振频率规避区域，

可以按现场状况需要设定电机的保护参数、愉出接口的功能定义等设置。

2.3.7故障报警与查询功能

具有故障报警和故障查询功能，提高系统故障的排除效率，为顾客H勺运行维护提供以便。

2.3.8运行状态记录与显示

ZINVERT系列高压变频调速系统具有自动记录运行状态和进行显示的功能，并对显示数据分类，以

便平常维护。同步可通过串行通住与上位机（我司提供或接入顾客系统，订货时需尤其阐明）连按，将

运行状态信息上传到上位机，对记录数据进行分析、报表打印等（后台系统功能订货时需尤其阐明，功

能及操作另见有关后台的阐明）。

2.3.9其他功能：

联动控制：ZINVERT系列高压变频调速系统可以根据顾客需要提供联动控制功能，控制生产流程中

有关的其他部件。

组件寿命检测：ZINVERT系列高压变频调速系统可以实现对系统运行时间的记录，根据系统运行时

间、以及通过专用的功能软件对各单元内部电容器容量口勺检测，估算风机、电容器等组件的使用寿命，

以便顾客H勺运行和维护。

第3章技术参数与规格型号

3.1系统型号阐明

ZINVERT-□□XXXX/XX口口

|1控制程序识别；A-Z及0T两位数（顾客选型不需考虑）

安装形式：“Y”表达“一”字型排列

“B”表达背靠背安装

-电压等级：03表达3kV系列

06表达6kV系列

10表达10kV系列

-额定容量：单位kVA

.产品构造形式：nH表达n级H桥级联

产品应用对象：S表达同步电机

A表达异步电机

广州智光电气股份有限企业高压变频调速系统

示例：广州智光电气股份有限企业生产的I额定电压为6kV,额定容量为1250kVA,采用6级H桥的

级联拓扑方式，适配电机为异步电机，采用“一”字排列安装形式，控制程序版本为A10型的高压变频

调速系统，其型号为ZINVERT-A6H1250/06YA10o

3.2组件与配置

ZINVERT高压变频调速系统H勺主体构造示意图见图37（以自动旁路柜、“一”字排列安装形式为例，

产品改善后外观也许变化，恕不另行告知，此图仅供参照）。

旁路柜变压器柜功率柜及控制柜

图3T高压变频调速系统外形示意图

ZINYERT系列高压变频调速系统配置见表3T

表37ZIWERT系列高压变频调速系统配置

组件名称数量备注

变压器柜1台内装H级特种干式移相变压器

功率柜1台内装功率单元，采用散热高效的背靠背构造

控制柜1台内装控制器、PLC等关键控制系统，也许与功率柜构造上一体

旁路柜1套可选件，有自动或手动多种方案

连接电缆1套仅含内部电缆

技术文献1套顾客手册及必要的图样资料等（详见技术协议）

弟耍组件为：

旁路柜：根据需要选用，该组件在系统故障状况下将电机切换至工频电网，执行旁路功能，根据顾客

规定、工艺需要具有手动、自动多种方案选择。

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。

功率柜：装有模块化设计的多种功率单元级联式的逆变主回路，向电机提供变频调速之后的输出电压。

控制柜：装有主控关键部件，控制变频调速系统的工作并处理通过采集获得的数据，具有各类数据通

信和DCS系统等顾客控制系统的接口功能。

3.3设备选型根据及外形尺寸

ZINVERT系列高压变频调速系统选型时应根据电动机口勺额定输出电流（电动机实际工作电流应不不

小于该额定电流），额定电压计算出的视在功率选择ZINVERT系列高压变频调速系统的容量、工作电压,

详细尺寸及重量的根据系统容量与旁路功能配置.，具有多种规格，详细工程系统配置及外形尺寸、重量

等请参见详细工程设计图纸。

3.4产品通用技术参数

下表给出了ZINVERT系列高压变频调速系统产品H勺一般的通用技术参数

表3-3ZINVERT系列高压变频调速系统产品参数表

电压

3kV,6kV,10kV

等级

过载能力100%In持续;130%In1分钟/10分钟：180舟In瞬时：

输电压SPWM移相叠加波形，0〜Un（标称额定输出电压值）持续可调

出频率0〜50Hz或0〜60Hz可调

频率辨别率0.01Hz

电流谐波THD不不小于僚（满载时）

相数、频率三相;50/60HZ

输容许频率波动频率：-5〜+5%

入波动电压电压：-15〜+15%以内正常运行：-15$〜-35%降额持续运行

功率因数>0,96(20%负荷以上)

电流符合国标GB14549-93及IEEE519-1992电能质量原则H勺规定

系统控制器TI企业电机控制专用DSP芯片

控制电压AC220V/DC220V；AC380V,交流电源为三相电源，功率lOkVA

启动频率0.170Hz(可设定)

输入/输出接口16数字量输入/16数字量输出

2模拟量输入/2模拟量输出（4〜20mA或0〜5V/10V信号）

以上为基本配置，可选更多路，以订货技术协议为准。

通讯接口RS232,RS485,CAN网络

控

信号隔离方式光电隔离

制

控制信号传播光纤传播，编码转换

精度频率稳定精度0.1%：电压精度±2%

效率额定输出时＞97%,额定输出20%以上＞95%

转矩提高0〜10%额定电压（可设定）

加减速时间()〜30(K)sec可设定

瞬时掉电再启动再启动方式可选，等待时间0.1〜30秒（可设定）。

内置PLC及JPID手动设定参数值：P：2〜850%；I：0.5〜350sec；D：1〜200sec

自整定内置P」C米用自适应模糊控制，智能调整，系统响应速度快，精度高，检

定性好，P【D参数自动调整，大大简化了现场调试工作量

最小辨别率传感器量程1%

稳态精度由设定精度误差及传感器精度决定

LED显示运行状态、信号指示

显数码管显示输出频率、电压、电流、功率（可选其一）

示LCD显示输出频率、电压、电流、功率、功率因数：输入电压、电流、功率、功率

因数；故障/报警及其记录：参数设定；波形显示、谐波分析等

运转操作面板按键、远端开关指令控制

运

频率设定面板设定、远端电流模拟控制

转

运转状态输出故障、报警接点输出

保护功能过流、短路、接地、过压、欠压、过载,过热、电动机过载、缺相、IGBT

击穿或短路、单元故障等

故障切换系统旁路切换功能，单元旁路功能

安全防护措施电磁五防、闭锁

防护内部接地电阻SO.10

接地网电阻规定顾客系统地网电阻W4Q

噪声电磁噪声不不小于70dB,总噪声不不小于75dB

使用场所室内，海拔1000m如下（更高海拔降额使用），

环无腐蚀性、爆炸性气体、灰尘，无阳光直射。

境

温度/湿度温度：一5〜+45C湿度：20〜95%,无疑露

耍

振动10〜15DHZ,0.5g如下

求

寄存条件-20"70'C

外壳防护等级IP20

冷却方式强迫风冷

注：上表所列参数为一般通用产品参数，根据详细工程规定可进行定制设计，上表参数仅供参照。

第4章工作原理与构造简介

ZINVERT系列高压变频调速系统采用功率单元串联技术，处理了器件耐压的问题，级间SPWM信号移

相穆加，提高了输出电压谐波性能、减少输出电压的dv/dl；通过电流多重化技术减少输入侧谐波，减

小了对电网的谐波污染；主控制器采用双数字信号处理

储（DSP）、超大规模集成电路可编程器件（CPLD和FPCA）

为关犍，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及

内置的可编程逻辑控制器（PLC）沟成系统控制部分。

4.1系统构成与原理信号采集、功率器件驱动、光纤通信、保护等

ZINVERT系列智能高压变频调速成套系统整体构造

上由整流变压器、功率逆变机及控制柜构成，实际使用时还可按顾客规定配套手动或自动工频旁路切换

柜。

整流变压器

整流变压器副边绕组互相隔离，并采用移相延边三角形接法，保证系统工作在20%负载以上时电网

侧口勺功率因数保持在0.96以匕

功率单元电气原理图4-1系统功率单元图

功率单元重要由三相全桥整流器、滤波电容器组、

IGBT逆变桥（H桥）构成，同步还包括功率器件驱动、保

护、信号采集、光纤通讯等功能构成口勺控制电路。通过控

制IGBT的工作状态，输出PNM电压波形。其电气原理如图4T所示。单元输出电压如图4一2所示。

IV1ACmi八/k&zILi

功率单元的串联

ZINVERT系列高压变频调速系统是由多种功率单元通过移相串联而成。电压叠加原理类同于“电池

组费加”技术，以如图4-3所示6kV每相六单元串联为例，

每个功率单元输出交流有效值V。为577V,相甩压即到达

3464V,线电压则为6000V,输出相电压波形如图4-4所

示，谐波含量很小，已很靠近原则正弦波形。

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相电压=3464Y%线电压=6000V

磁串连输出FAM磁形

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4.2控制系统

ZINVERT系列高压变频调速系统的控制采用开环、压频比控制，构造简朴、工作可靠，主控制部分

以双数字信号处理器(DSP)为控制关键，辅以超大规模集成电路可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)、模拟

输入采样(AD)和模拟输出(A0)单元、数字量输入输出接口(Dl/O)o人机界面由大屏幕汉化液晶显

示屏(LCD)、数码管显示(LED)却触摸按键构成。单元的控制部分以可编程逻辑器件(CPLD)为关键,

配置专用口勺IGBT驱动和保护模块与输入电压、输出电流、直流电压,器件温度检测回路。主控制部分和

单元控制部分的控制信号通过光纤进行信号传播，有效防止电磁干扰，保证系统控制信号传播的可靠性。

控制方略

ZINVERT系列高压变频调速系统采用输出压频比控制方式，根据异步电动机的稳态数学模型，只要

保证电动机反电动势和定子频率比值恒定，就可以使电机运行在额定磁通的状况下，到达效率最长处。

同步，在忽视定子电阻和漏感的状况下，电机的反电动势等于定子机端电压。由于反电动势难以直接控

制，因此在近似H勺状况下，采用保证机端电压和定子频率比值恒定的方略。ZINVERT系列高压变频调速

系统在恒压频比控制的基础上，提供两种类型（直线和二次方曲线，功能参数F09设置选择）Y/F曲线，

两种基本日勺V/F曲线见图4-5所示。由顾客根据现场状况设置功能参数（参见第6章人机接口和参数设

置），选择合适的V/F曲线，以赔偿定子电压，并能根据负载类型选择效率更优口勺曲线。假如设置F06=F05,

那么当电机定子频率超过额定频率时，电压不再上升，保持额定输出电压不变。

ZINVERT系列高压变频调速系统专门设计的单元直流母线检测回路，可以实时提供各个单元的宜流

用线电压值，及时修正调制系数，深入提高系统日勺控制性能。对于风机、泵类负载，这种控制方式提供

「足够高H勺精度，若采用PID控制频率，则完全口」满足工艺现场对沆量、压力的规定。

掉电再启动

顾客H勺高压动力电源由于母线切换、电网故障等引起的电压瞬时失电状况是也许出现的。Z1NVEK1

高压变频调速系统充足考虑到这种状况，专门设计了掉电再启动功能，可设置最长等待时间为30秒（功

能参数代码H03）。在电压恢复正常后ZINVERT系列高压变频调速系统可在0.1〜1.0秒内自行再启动高速

旋转的电机，启动电流平滑无冲击，保证顾客负载口勺持续稳定运行。对于不一样的应用场所，顾客可根

据自身电网状况合理设置也许最长的等待掉电恢复时间，也可通过设置（功能参数代码H02）取消此功

能。

工频旁路功能

当变频调速系统系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，采用工频旁踣运行方式可提高顾

客负载的设备运用率，保证顾客生产持续运行的规定。按照顾客不一样需求，具有手动工频旁路与自动

工频旁路两种方式可选，详细实现方式有诸多种，根据顾客工艺、设备规定设计提供，下面以两种常见

方式简介其操作特点：

手动工频旁路：Z1NVERT系列高压变频调速系统设计有手动工频旁路接线原理如图4—6所示，采

用隔离开关作为旁路切换。当变频调速系统系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，分开E1,

将K2打至工频（详细操作请参阅5.7变频调速系统运行到旁路运行的转换），电动机直接接电网工频

运行，负载的调整控制系统同步切换回老式的风门和阀门等控制方式。

6k\、lOkV母线

6kV、lOkV母线

人

电

动机

一

□

一

A

7高压变频调速系统

----------------1

合：变频

合：工频।分：工频

J3

分：变频ZINVERT

变频装置.

合：变频

J2

J分：工频

图4-6手动旁路柜的工频旁路;妾线原理图4-7自动工频旁路接线原理图

自动工频旁路：ZINVERT系列高压变频调速系统设计有自动工频旁路接线原理如图4一7所示，用真

空接触器取代隔离刀闸，为保证检修时的安全也可在图4—7H勺基础上增长隔离刀闸，在检修时形成明显

内断开点，保证设备及工作人员的安全。变频调速系统故障停机或需要进行检修时可自动分开JI,J2,

闭合J3切换至工频运行。（详细操作请参阅5.7变频调速系统运行到旁路运行的转换）。电动机直接接

电网工频运行，负载调整控制系统同步切换I可老式的风门和阀门等控制方式。

单元旁路功能

ZINVERT系列高压变频调速系统为保证系统的可靠性，设计有功率单元旁路功能。以如图4-1变频

调速系统功率单元图中所示日勺短路开关K,作为旁路开关，当某个单元发生单元过热、单元短路故障、

单元充电失败等故障时，控制系统自动将功率单元中的接触器K闭合，从而封锁故障单元的输出，，同

步将与其不一样相的同级其他两个单元输出旁路短接，而其他级的其他功率单元仍输出，保证系统在一

定H勺带载能力（采用多级旁路、输出中性点偏移、电压赔偿等技术）下维持顾客负载的持续运行。

第5章运行操作阐明

♦假如不遵守第1章一安全须知的指导，进行操作是很危险的。

♦只有接受培训并获得顾客单位容许的人员才能对变频调速系统进行操作。

♦本章简介仅以我企业原则配置旁路柜为例，不一样H勺应用规定会导致旁路柜接

线原理变化，请顾客参照本章简介根据实际旁路柜接线原理确定操作规程。

本章对ZINVERT系列高压变频调速系统完毕安装和调试之后所有正常操作环节的逐渐详细简介，对所

有必须的操作环节作了编号，必须严格按照这些操作环节精确操作。有关旁路柜H勺详细操作，以常见图

4-6与图4-7旁路方案为例,一次电气接线KI、K2请参阅图4-6,JI、J2、J3请参阅图4-7。

5.1运行前准备工作

stepl:按第9章-调试完毕所有的安装和调试工作。

Step2:接通辅助电源、主控制器电源、单元控制电源。

Step3:根据第6章-人机接口和参数设置，对所有传动系统有关启动参数，包括加速时间、减速时间、

加速曲线选择、启始频率、控制方式、电机保护参数等进行对时的设置和检查确认。

/i\♦对启动有特殊影响H勺参数一定要认真确认，以保证设备安全和正常启动。

Step4:解开进线刀闸或真空接触器上的接地线或接地刀闸（假如已经接了接地线和/或接地刀闸）。

Step5:假如选配原则手动旁路柜，则将刀闸K2打至变频位置；

假如选配原则自动旁路柜，则断动工频旁路真空接触器J3。

Step6:假如选配原则手动旁路柜，检查变频调速系统输入、输Hi刀闸状况:

检杳输入侧刀闸K1位于闭合位置，

检查输出侧刀闸K2位于变频位置。

假如选配原则自动旁路柜，检查变频调速系统输入、输出真空接触器的状况:

检查输入侧真空接触器J1位于闭合位置,

检查输出侧真空接触器J2位于闭合位置。

检查控制柜内的各转换开关与压板的位置对的。

Step7:关闭所有的门（控制柜门可除外）。

♦假如所有柜的门没有可靠关闭，系统防误功能将严禁高压电源输入H勺开关合闸，

A无法正常启动变频调速系统。

Slep8:转动控制柜上“远程/就地”、“工频/变粉”切换升关，选择控制方式。

Step9:假如选择远程控制，检查远程控制与否准备就绪。

5.2启动

根据控制屏上的“就地/远方”转换开关选择的控制模式，在不一样控制模式下的频率给定如下：

Stepl:合上高压交流输入进线断路器。

Step2:检查Z1NVERT系统与否准备就绪，控制柜上的容许运行指示灯点亮、检查控制器面板上的故障、

告警指示灯应当熄灭，控制器液晶屏幕上无警告和故障信息。假如写在故障、告警没有解除，请参照本

册日勺第11章一故障检测与排除简介的措施进行故障排除。

Step