東芝-三菱（TMEIC）高壓變頻器產(chǎn)品
全球高壓變頻器及電氣轉(zhuǎn)動制造業(yè)的著名國際品牌。
■ 東芝和三菱公司有幾十年設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大功率電力傳動設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，有制造特大功率高壓變頻器的豐富經(jīng)驗(yàn)，最大功率達(dá)到幾萬千瓦,已經(jīng)生產(chǎn)了近千臺特大功率的高壓變頻器。能夠生產(chǎn)冶金軋鋼系統(tǒng)用的主軋機(jī)高壓變頻，具有功率大，動態(tài)響應(yīng)速度高的特點(diǎn)。
■ 變頻器采用日本生產(chǎn)的相當(dāng)于軍品級的功率器件和最好的原材料。逆變部分采用日本三菱公司生產(chǎn)的第五代高壓IGBT 組件，具有載波頻率高、通態(tài)壓降小，開關(guān)損耗小的特點(diǎn)，運(yùn)行時的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗都很小，使整機(jī)效率得到提高；同時由于減少了模塊數(shù)量，使器件發(fā)生故障的概率得到降低。整流部分采用日本三社電氣生產(chǎn)的整流橋或整流二極管，并同樣采用模塊化設(shè)計(jì)，使器件參數(shù)的一致性得到提高，減少了模塊數(shù)量，因此故障的概率降低。濾波部分采用日本AIC 公司生產(chǎn)的長壽命、大容量電容器。
■ 采用 H 級絕緣設(shè)計(jì)的變壓器，絕緣材料采用美國杜邦公司生產(chǎn)的NORMAX 絕緣紙，最高允許180℃，變壓器的結(jié)構(gòu)使一次側(cè)散熱較好,變壓器的過載能力極強(qiáng)。變壓器130℃超溫報(bào)警，150℃過熱保護(hù)動作。
■ 帶有先進(jìn)的上高壓電預(yù)充電電路，減少了變壓器上高壓電時的激磁涌流，降低了通過整流二極管對電容器的瞬間充電電流，減少對系統(tǒng)和電網(wǎng)的電流沖擊，延長單元內(nèi)部整流二極管及電容的使用壽命。
■ 獨(dú)特的單元散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單元在設(shè)計(jì)上有良好的通風(fēng)孔，使冷卻風(fēng)首先冷卻單元內(nèi)部的電容，然后再冷卻散熱器。對單元內(nèi)部電容的冷卻效果最佳，這種設(shè)計(jì)與不注重電容冷卻散熱的其他品牌變頻器相比，使電容的溫度更低，大大延長了電容的使用壽命。同時單元散熱器過熱保護(hù)溫度整定值100℃，大大高于其他品牌的80℃，單元過熱保護(hù)跳閘的幾率大大降低，運(yùn)行的可靠性更高。
■ 6KV 采用6 單元串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，線電壓輸出IGBT 器件總耐壓20400V，是電源電壓6000V 的3 倍以上，比5 單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)的器件耐壓余量高20%。輸出相電壓13 電平，線電壓25 電平，使輸出電壓波形非常好，輸出電流為正弦波。可以完全用于普通電機(jī)而不降容。
■ 10KV 采用9 單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，線電壓輸出IGBT 器件總耐壓30600V，是電源電壓10000V 的3 倍以上，比8 單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)的器件耐壓余量高12.5%。輸出相電壓19 電平線電壓37 電平，輸出電流為正弦波，用于普通電機(jī)不降容。
■ 輸入電壓和電流均為正弦波，輸出電流正弦波。
■ 每個單元采用4 根光纖（有別于其他品牌的2 根光纖）。其中2 根光纖專門用于控制系統(tǒng)對單元的H 型橋接的IGBT 進(jìn)行直接PWM 控制，可以保證任何時候?qū)崿F(xiàn)沒有兩個單元的IGBT 同時導(dǎo)通或關(guān)斷，不會造成單元關(guān)斷過電壓的迭加。這種獨(dú)特的單元關(guān)斷過電壓控制，使各個單元的輸出負(fù)荷更加均衡，不會在電機(jī)和電纜上產(chǎn)生尖峰電壓，對電機(jī)、電纜和變頻器的內(nèi)部絕緣沒有損害，對電纜長度限制沒有要求。
■ 獨(dú)有的控制電源停電2 秒內(nèi)不停機(jī)的功能，完全可以采用雙路互投的控制電源，滿足電源的切換時間的要求，是允許控制電源短時停電的唯一國際品牌變頻器，也是唯一不需要UPS 就可以保證運(yùn)行的可靠性的變頻器。下圖為控制電源切換時且不用UPS 時變頻器滿載運(yùn)行時的波形。圖中變頻器速度SP_F=100%，轉(zhuǎn)矩電流IQ_F=100%，輸出電壓E1_R_V=6000V，控制電源電壓CPS 的切換很快，圖中看不到控制電源電壓的下降就已經(jīng)切換完畢。切換時轉(zhuǎn)矩電流IQ_F 瞬時下降，切換完畢后又自動恢復(fù)，變頻器繼續(xù)運(yùn)行不中斷。TMEIC 的高壓變頻在國內(nèi)所有應(yīng)用中，95%以上都不用UPS 電源（除非用戶堅(jiān)持加UPS），而是采用雙路互投的控制電源，均能非?？煽康剡\(yùn)行，完全避免了UPS 電源故障造成的變頻器停機(jī)事故。
■ 允許主電源瞬時停電10 秒，電源恢復(fù)后立即自動再啟動。電源斷電后，電機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行，利用鎖相環(huán)技術(shù)自動檢測和跟蹤電機(jī)的剩磁電壓和相位，電源電壓一旦恢復(fù)后立即自啟動，不需要等電機(jī)剩磁電壓衰減到零就可以自動再啟動，不需要任何延時。這種快速的自動再啟動是智能型的，適合于任何電機(jī)轉(zhuǎn)速，無需預(yù)設(shè)再啟動頻率。這種快速的自動再啟動還可以使電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降的很少，因此轉(zhuǎn)速的恢復(fù)也很快，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。圖中控制電源CPS 瞬時停電1.487 秒，轉(zhuǎn)矩電流IQ_F 和勵磁電流ID_F 均降到零，電機(jī)此時空轉(zhuǎn)運(yùn)行。速度指令SP_R 和速度反饋SP_F 都略有下降，但是由于時間很短，因此下降的很少。當(dāng)電源電壓CPS 恢復(fù)時，變頻器自動檢測電機(jī)的剩磁電壓和相位，然后立即啟動，沒有延時，也不需要等待電機(jī)的剩磁電壓衰減到零。啟動時的輸出電壓E1_R_V 和剩磁電壓MAIN_VAC_F 同幅值、同相位、因此不會產(chǎn)生啟動時的過電流。啟動后的輸出電壓逐漸加大到正常值，啟動時的電流I1_F 是從零開始逐漸加大，最大值小于100%，不會過電流，待電機(jī)電壓恢復(fù)正常后，電機(jī)電流I1_F 也恢復(fù)正常。
■ 輸出過載能力特別強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)125%，1min/10min，瞬間過電流的能力特別強(qiáng)，可以達(dá)到175%。
■ 獨(dú)有的黑匣子功能，能記錄變頻器故障發(fā)生前25 秒，及故障發(fā)生后223ms期間的內(nèi)部各種電壓和電流的基準(zhǔn)值和反饋值的波形，便于更加精確地分析故障原因。下圖為黑匣子功能記錄的故障發(fā)生前25 秒的運(yùn)行波形，可以初步判斷故障發(fā)生前系統(tǒng)是否已經(jīng)發(fā)生有異常。可以記錄28 種內(nèi)部波形。
■ 獨(dú)特的冷卻風(fēng)機(jī)控制理念：冷卻風(fēng)機(jī)采用三相電機(jī)，可靠性極高。冷卻風(fēng)機(jī)由控制電源供電，上高壓電后風(fēng)機(jī)運(yùn)行，高壓斷電后風(fēng)機(jī)延時2 分鐘（時間可調(diào)）停止。這樣可以使高壓斷電后變頻器內(nèi)部溫度進(jìn)一步降低后，才停止冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，可以延長設(shè)備使用壽命，同時可以避免冷卻風(fēng)機(jī)的頻繁起停，大大延長了冷卻風(fēng)機(jī)的使用壽命。比按溫度控制冷卻風(fēng)機(jī)的方案要優(yōu)越。
■ 控制系統(tǒng)采用東芝公司生產(chǎn)的高可靠性的32 位電力傳動專用DSP 數(shù)字信號微處理器，型號為PP7，不用散熱風(fēng)扇，不會熱死機(jī)，指令代碼不公開，因此不受病毒的攻擊。同時可以為每個單元提供獨(dú)立的PWM 信號，并通過四根光纖中兩根獨(dú)立的光纖傳送到單元，對單元內(nèi)部的IGBT 進(jìn)行獨(dú)立的PWM 開關(guān)控制。并保證所有單元的PWM 脈沖信號的上升沿和下降沿都不會迭加，避免IGBT 關(guān)斷過電壓的迭加。因此不會產(chǎn)生對電纜和電機(jī)有害的尖峰電壓同時還可以使各個單元的輸出負(fù)荷更加均衡，避免由于單元之間負(fù)荷不均衡造成的單元過電壓。
■ 該處理器廣泛用于冶金軋鋼生產(chǎn)線上的主軋機(jī)變頻、電力機(jī)車、高速電梯、風(fēng)機(jī)水泵變頻等高壓、大功率傳動設(shè)備上。另外結(jié)合日本最優(yōu)秀的制造工藝生產(chǎn)的全套控制系統(tǒng)和印刷電路版，使整體的品質(zhì)大大提高。同時控制系統(tǒng)不用普通的PLC 和工控機(jī)進(jìn)行控制，而用專用的可編程主控板及輸入輸出接口板，因此可靠性更高。
■ 控制系統(tǒng)采用無傳感器的矢量控制，將電機(jī)電流分為勵磁電流ID，和轉(zhuǎn)矩電流IQ，用電流環(huán)對勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行閉環(huán)控制，具有電流限制功能。在無傳感器的情況下，自動計(jì)算和檢測電機(jī)速度反饋，用速度環(huán)對轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制精度高，轉(zhuǎn)速誤差不超過0.05%，可以做到一轉(zhuǎn)不差。
■ 獨(dú)特的動態(tài)加減速時間控制。利用電流限制功能限制加速時的最大電流不超過額定電流，并利用軟失速功能，可以保證加速和運(yùn)行時永遠(yuǎn)不過載，因此不會因?yàn)檫^載而跳閘。同時還可以限制減速時的再生轉(zhuǎn)矩電流為零，使減速時不會產(chǎn)生給電容充電的再生電流，因此電容上不會產(chǎn)生過電壓，不會因?yàn)闇p速時間太短而造成過電壓跳閘保護(hù)。因此變頻器不會發(fā)生加速中的過流跳閘或減速中的過電壓跳閘，運(yùn)行的可靠性更高。加減速時間的設(shè)定值可以更短，一般風(fēng)機(jī)系統(tǒng)小于60 秒，水泵系統(tǒng)可以小于30 秒。而其他品牌的變頻器加速時間的設(shè)定風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在150 秒以上，水泵系統(tǒng)在60秒以上。減速時間的設(shè)定風(fēng)機(jī)系統(tǒng)250 秒以上，水泵系統(tǒng)100 秒以上。較短的加減速時間設(shè)定可以保證DCS 系統(tǒng)閉環(huán)控制時對變頻器系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)要求，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠緊緊跟隨DCS 的速度指令，不會產(chǎn)生大滯后及系統(tǒng)振蕩。下圖為變頻器加速特性：速度反饋SP_F緊緊跟隨速度指令SP_R 上升。轉(zhuǎn)矩電流IQ_F_DSP 達(dá)到100%后不再增加。變頻器自動延長加速時間使電機(jī)不過流，因此加速時間的調(diào)整是動態(tài)自動調(diào)整的。
變頻器減速時限制轉(zhuǎn)矩電流為零，沒有再生轉(zhuǎn)矩電流，因此電容上不會產(chǎn)生過電壓，不會由于過電壓而跳閘。下圖中變頻器快速減速時轉(zhuǎn)矩電流IQ_F_DSP 降到零后不再下降，不會為負(fù)值，變頻器自動延長減速時間，使電機(jī)慣性停止。
■ 出廠前整套系統(tǒng)經(jīng)過嚴(yán)格的出廠滿載試驗(yàn)，可靠性有保障。
■ 性能優(yōu)異，輸入輸出諧波很少，6KV 采用36 脈沖整流，相電壓13 電平逆變，線電壓25 電平。10KV 采用54 脈沖，相電壓19 電平逆變，線電壓37 電平逆變。功率因數(shù)高（>0.96）。
■ 變壓器柜和變頻器柜分開運(yùn)輸，單體重量輕，用戶安裝方便。
■ 國內(nèi)大功率業(yè)績很多，最大功率達(dá)到53,000kW，全球業(yè)績超過千臺。
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