1 項目簡介

　　由于磁懸浮發(fā)電機是采用原動機帶動發(fā)電機轉子高速運轉，在實際應用中，定子側產生的電壓幅值頻率和相位，都無法直接滿足能量上傳電網(wǎng)的需求，這就對驅動端的系統(tǒng)控制提出了很高的要求。

　　偉創(chuàng)電氣依托多年累積的變頻器研發(fā)技術優(yōu)勢和豐富的行業(yè)應用經驗，推出全新一代AC800系列四象限變頻器，不僅可以在驅動端為磁懸浮發(fā)電機提供高精度、高速度和高穩(wěn)定性的控制，而且調試也更加方便快捷。

　　近期根據(jù)某設備廠的實際應用場景，偉創(chuàng)電氣為其提供AC800-S75-T4-0104型變頻器綜合解決方案，很好的解決了客戶以往使用過程中的技術難題，完全滿足了磁懸浮發(fā)電機發(fā)電的應用需求。

　　2 客戶需求

　　● 變頻器適用于額定轉速42000r/m(700Hz)的高速永磁發(fā)電機并支持最高55kW、800Hz的發(fā)電工況;

　　● 機側全轉速范圍實現(xiàn)無速度傳感器控制，并具備零轉速啟動及額定轉速投切兩種功能;

　　● 網(wǎng)測配備LCL電抗器，且滿足電網(wǎng)公司對逆變器接入配電網(wǎng)的技術要求;

　　● 具有開關量輸入4 路、繼電器輸出2 路、集電極開路輸出2 路、AI2 路、A O2 路(4 -2 0 mA)、4 8 5(MODBUS-RTU)等對外接口;

　　● 具備兩種工作方式：

　　(1)利用原動力驅動磁懸浮發(fā)電機啟動，達到額定轉速，待發(fā)電機啟動到額定轉速，變流器投切使用，利用變頻器進行電能回饋至電網(wǎng);

　　(2)利用變流器啟動發(fā)電機，達到額定轉速后，逐漸加入原動力，變流器由電動轉為發(fā)電。

　　3 偉創(chuàng)電氣AC800-S75-T4-0104型綜合解決方案

　　現(xiàn)場的高速永磁發(fā)電機工作流程如圖1所示，通過降溫使低壓有機工質蒸汽變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)有機工質，再經過工質泵使之轉為高壓液態(tài)有機工質，然后再以余熱的形式使高壓液態(tài)有機工質轉化為高溫高壓有機工質蒸汽，以此作為原動力來驅動高速永磁發(fā)電機，發(fā)出來的高頻電能經變頻裝置轉化為電網(wǎng)可吸收利用的工頻電能。

　　

　　圖 1 現(xiàn)場的高速永磁發(fā)電機工作流程

　　

　　圖 2 磁懸浮發(fā)電機供電系統(tǒng)示意圖

　　　

圖 3 偉創(chuàng) AC800 系列變頻器

　　偉創(chuàng)電氣提供的AC800系列變頻器，帶動高速永磁電機在發(fā)電狀態(tài)下工作產生的電能，可以從AFE有源前端回饋到電網(wǎng)，THD低，功率因數(shù)高，滿足并網(wǎng)需求。該方案完全能夠滿足客戶對于磁懸浮發(fā)電機的技術要求。

　　磁懸浮發(fā)電機采用380V供電系統(tǒng)，如圖2所示，兩種工作方式，第一種為原動力驅動磁懸浮發(fā)電機;第二種為電網(wǎng)電壓經過AFE有源整流模塊將交流電轉換為直流電傳送至直流母線，隨后通過直流母線分配給逆變模塊，逆變模塊驅動磁懸浮發(fā)電機。

　(1)第一種工作方式

　　當利用原動力驅動磁懸浮發(fā)電機啟動時，電機轉子旋轉，切割磁力線產生電流，當電機達到額定轉速后，變頻器投切使用，利用變頻器將發(fā)電產生的電能通過AFE有源整流直接回饋到電網(wǎng)。

　　(2)第二種工作方式

　　啟動變頻器時， 會在電機定子側的三相繞組中通入勵磁電流，產生磁場，電機轉子導體切割磁場產生感應電流，電機處于發(fā)電狀態(tài)，逐漸加入原動力，變頻器由電動轉為發(fā)電，將發(fā)電產生的電能通過AFE有源整流直接回饋到電網(wǎng)。

      4 方案核心優(yōu)å‹¢

　　AC800系列工程多機傳動變頻器，是偉創(chuàng)電氣匠心打造的高性能、高端變頻器，可滿足企業(yè)多樣化的場景應用功能需求，具有節(jié)能效果提升明顯、全覆蓋的環(huán)境適應力等諸多優(yōu)勢。

　　● 優(yōu)異的控制性能

　　(1) 采用ARM+ FPGA雙芯片控制架構平臺，確保驅動系統(tǒng)卓越的動態(tài)響應能力和控制精度。

　　(2) 調速范圍廣，可有效驅動最高轉速達42000r的高速磁懸浮電機。

　　(3) 卓越的弱磁算法，保證高速磁懸浮電機高速弱磁可靠運行。

　　(4) ) 回饋電網(wǎng)諧波小， 采用AFE全控整流方式， 確保回饋到電網(wǎng)的諧波不超過3%，完全符合GBT14549-93相關標準。

　　● 方便快捷的調試工具

　　適應使用工況的調試上位機，多樣化圖形顯示界面。方便快捷的多功能液晶鍵盤，可實現(xiàn)手持端設備簡易便捷調試，支持參數(shù)拷貝和恢復。

　　● 模塊化設計

　　濾波、整流、逆變、制動都是獨立、標準的模塊，采用共直流母線方案，節(jié)省能量需求(5%-30%)，同時支持多模塊并機，實現(xiàn)大功率輸出。

　　● 豐富的擴展接口

　　VCU支持多種擴展模塊，包含TTL、HTL、UVW、正余弦、旋變等編碼器模塊，支持Modbus 、Profibus- DP、Profinet等現(xiàn)場總線模塊，IO擴展模塊等，根據(jù)客戶使用進行適配。

　　● 多重故障處理和保護手段

　　系統(tǒng)多達30種的設置保護手段以及通信異常故障監(jiān)控功能;可選配STO安全力矩中斷功能，通過封鎖IGBT 驅動脈沖斷開電機電源，防止電機意外啟動，保證人員與設備安全。

　　5 結語

　　現(xiàn)場應用實踐證明， AC 800系列四象限變頻器在充分發(fā)揮磁懸浮發(fā)電機工作性能的同時，節(jié)能效果和專用功能很好地滿足了客戶需求。未來，偉創(chuàng)電氣將繼續(xù)憑借在工控行業(yè)豐富的行業(yè)經驗和扎實的技術儲備，深入市場前端，了解客戶需求，持續(xù)為客戶提供性能超群、穩(wěn)定可靠的產品和服務。