离心式冷水机组变频原理和技术要点

1、变频 器技术与应用介绍基本内容：1.变频器基本原理2.变频器对电 机的影响3.变频器保护逻辑 与电机控制4.PF 、THD & TDD5.IEEE 519 & GB标准6.谐波补偿1. 变频 器基本原理变频器基本原理什么是变频 器（VSD）?VSD - Variable Speed Drive； VFD - Variable Frequency Drive； ASD - Adjustable Speed Drive；变频器（Variable-Speed Drive，VSD）是应用变频技术与微电子技术， 通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。电机转速计算公式：n=60f(1-s)/p： n: 电机转速；f: 输入电压频 率； p: 电机极对数； s: 转差率.变频器基本原理分两步（或三步）交流 直流； 直流滤波； 直流交流；整流；直流滤波； 逆变；检测电 路； 门驱动电 路； 保护电路； 计算电路；变频器基本原理VSD 基本拓扑T1 T2 T3整流直流滤波逆变Phase A Phase B Phase C变频器基本原理VSD 输入输出波形VSD输入电压 、电流波形V

2、SD输出电压 、电流波形变频器输入、输出电压电 流波形Line voltage an d current(A)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.00.640.6450.650.6550.66t(s)0.6650.670.675(V)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(A) : t(s)i(short.short_in_a)(V) : t(s)line_aL o a d voltage a nd current0.640.6450.650.6550.66t(s)0.6650.670.6750.68(V)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(A)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(V) : t(s)(motor_a-motor_b)(A) : t(s) i(sho rt.sh o rt_a)变频器基本原理2. 变频 器对电 机的影响减小启动电流 变频器实现软 启动； 减小电机启动冲击电流； 保护电机变频器对电机影响05204010Time (s

3、ec)200%100%400%300%500%Motor FLA (%)星三角启动VSD输出电压 相对于理想的电网供电电压 ，变频器输出电压： 大约含有40% THDv； 高 dv/dt; 高峰值电压 ；电机会产生额外的损耗，并需要更高的绝缘；Lo ad voltage a nd current0.640.6450.650.6550.66t(s)0.6650.670.6750.68(V)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(A)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(V) : t(s)(motor_a-motor_b)(A) : t(s)i(short.short_a)变频器对电机影响3. 变频器保护逻辑 与电机控制保护逻辑通讯故障；直流母线电压过电压 ；-745+/- 15V直流母线电压 低电压 ；-500V, 414V直流母线电压 不平衡； 瞬时过电 流；IGBT驱动 故障（短路）； SCR 基 板 温 度 过 高 ； IGBT温度过高；内部环境过高；SCR基板温度过低；变频器保护逻辑 和电机控制保护逻辑IGBT

4、温度基板温度过低；缺相故障；电机电流105% 过载 ； 供电电 源故障；IEEE-519 滤波器故障； 运 行 继 电 器 故 障 ； PWM通讯故障；输出电流不平衡故障；变频器保护逻辑 和电机控制4. PF、THD & TDD使用变频 器可以提高客户的功率因数（基波功率因数&总功率因数）。功率因数PF， THD， TDD功率因数补偿 当客户选择 York 带滤 波器变频 器时，由于变频 器本身输入功率因数很高，一般不建议客户再安装电容补偿柜 当客户由星三角启动，改造为变频启动时，建议将与星三角启动配套的 功率因数补偿 装置去除； 关于变频 器配套功率因数补偿 装置，细节请 参考： 160.05-AD1（515）。PF， THD， TDD谐波波形分解：波形频谱PF， THD， TDDTHD， TDD总谐波失真，Total Harmonics Distortion（THD）：以基波为基准的比值, 用百分 数表示，其值为谐 波电流的均方根值除以基波电流的均方根值。总需量畸变率Total Demand Distortion(TDD)：以基波为基准的比值, 用百分数表示，其值为谐 波电流的均方

5、根值除以额定需求基波 电流（或最大需求基波电流）的均方根值。（TDD为IEEE 519的要求，考虑了轻载的影响，实用性较强。例如PWM调速电机，轻载时 THD很大，TDD较小；满载时 两者相同。）PF， THD， TDD约克VSD THD， TDD约克Vyper 不带滤波器VSD，是按满载时 ，输入电流THD 30% 设计的。（一般，满载时 ，进线电 流THD在25%28%之间。）约克Vyper 带滤波器VSD，是按满载时 ，输入电流THD 5% 设计的。约克Ratpyr VSD，是按当机组负荷大于60%电机额定负荷时，输入电流 THD=6% 设计的。（一般，满载时 ，进线电 流THD远小于5%。）备注：Raptyr VSD，客户供电线路需满足电压不平衡、线路阻抗等指标5X3%，1.5X5%，1X7%。PF， THD， TDD5. IEEE 519 & GB 标准IEEE 519 标准IEEE 519 & GBHarmonics Things you need to know about IEEE Std. 519 All of the requirements that are ou

6、tlined in IEEE 519 are enforced at the Point of Common Coupling Point of Common Coupling (PCC)The point where the building in question, the utility and another utility customer have a common connection usually the primary side of the building transformerIEEE 519 标准IEEE 519 & GBIEEE 519 标准IEEE 519 & GBGB 标准14549-1993IEEE 519 & GBGB 标准14549-1993IEEE 519 & GBGB /Z 17625.6-2003IEEE 519 & GB注： 国标相关的电流谐波数值定义的没有IEEE更直接，更清楚。6. 谐波补偿谐波的影响谐波的影响： 引起电压畸变； 引起设备消耗电流增大； 增加线路与变压器的发热与损耗； 可能干扰同一线路上的其他设备；谐波补偿变频器中的谐

7、波整流输入波形；变频器输入电流波形；Line voltage and current(A)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.00.640.6450.650.6550.66t(s)0.6650.670.675(V)-600.0-400.0-200.00.0200.0400.0600.0(A) : t(s)i(short.short_in_a)(V) : t(s)line_a LV OptiSpeed VSD (6-pulse) - 25% TDD LV OptiSpeed VSD (6-pulse) w/ optional IEEE filter 5% TDD LV OptiSpeed Active Front-End VSD 5% TDD 18 pulse VSD 3-5% TDD MV OptiSpeed VSD (24-pulse) VSD less than 3% TDD谐波补偿前端无源滤波器滤波无源滤波（Passive filter），过滤，吸收输入电流中 的5次，7次，11次，13次谐波。 根据不同的工装，一般需单独计算； 一般装在变频器输入前端，额外的柜体； 当机组过流时，有过载损 坏的风险； 一般情况下，补偿效果没有主动式补偿好；谐波补偿并联式有源滤波器谐波电流补偿谐波补偿有源滤波器补偿 波形谐波补偿AC POWERAC MOTOR有源整流Active-front-end谐波补偿前端有源整流-312.50312.5000100.00m50.00m2DGraphSel2E1.I A-1.00 *.

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