力普高压变频器用户使用说明书.docx

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力普高压变频器用户使用说明书

LPMV系列高压变频调速系统

用户使用说明书（V1）

江苏力普电子科技有限公司

2008

序言

非常感谢您选用江苏力普电子科技有限公司的LPMV高压变频调速系统！

为充分发挥本产品的卓越性能，并确保使用者和设备的安全，在使用该设备之前，请您详细阅读本手册。

本使用手册为随机配送的附件，使用后请务必妥善保管，以备今后对变频器进行检修和维护时使用。

如您对LPMV系列产品的使用存在其它任何疑问或有特殊要求时，请随时联络本公司，我们将竭诚为您服务！

本手册内容如有变动，恕不另行通知。

同时，本公司还有系列化的隔爆型矿用皮带机变频器等产品，欢迎垂询、选购！

江苏力普电子科技有限公司

一．安全使用说明

符号定义说明：

：

“注意”标识。

如果没有按要求操作，可能造成中等程度的人员伤害或轻伤、或者造成物质损失。

：

“危险”标识。

如果没有按要求操作，可能造成严重设备损坏或者人员伤害。

1.1．安装

危险

1．不要把可燃物放在附近，否则会有发生火灾的危险

2．不要安装在含有爆炸性气体的环境，否则会有引起爆炸的危险

1.2．配线

危险

1．必须由具有专业资格的人员进行配线作业，否则有触电的危险。

2．确认输入电源处于完全断开的情况下，才能进行配线作业，否则有触电危险。

3．必须将变频调速系统的接地端子可靠接地，否则有触电危险。

注意

1．主回路端子必须要与导线端头牢固连线，否则有损坏的危险。

2．严禁将控制板上的端子接在交流220V或380V电源上，否则有损坏的危险。

3．主回路连接电缆的线端头，其裸露部分一定要用绝缘胶带扎好，否则有短路爆炸和损坏财物的危险。

1.3．操作

危险

1．变频调速系统为高电压危险设备，任何操作人员进行操作时都必须严格遵守操作规程。

2．设备安装后，已经进行了合理的参数设置，未经厂家许可，不得随意修改和设置系统参数。

3．系统上电时，首先给控制系统上电，高压合闸信号必须在等到了高压“合闸允许”后，方能合闸。

4．变频器运行中，不得打开柜门，不得进行配线工作，以免危险。

5．未经培训的值班人员，不得在触摸屏上进行操作。

注意

1．与操作无关的人员在操作现场时，注意保持安全距离。

2．设备中有触摸屏，严禁用硬物敲击或划伤。

1.4．维护

危险

1．主功率电路断电后，要等10分钟以上，才可以进行操作，防止被电路中的残留电压击伤或被散热器烫伤。

2．如本装置的存储时间超过两年，通电前应先用兆欧表检查绝缘电阻，或调压器逐渐升高电压，否则有触电或爆炸的危险。

3．维护、更换零件、或更换功率单元必须有专业技术人员来进行，同时检查是否有工具、元器件、导线等遗留在机器内。

二．产品介绍

2.1．LPMV变频调速系统特点

●高效率、无污染、高功率因数

LPMV高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案，采用了多绕组高压移相变压器，二次侧绕组中流过的电流，在变压器一次侧叠加时，形成非常逼近正弦波的电流波形。

经过实际测试，50Hz运行时，网侧电流谐波<2％，电机侧输出电压谐波<1.5％（即使在40Hz时，仍然<2％），成套装置的效率>97％，功率因数>96％。

完全满足了IEEE519－1992对电压、电流谐波含量的要求。

通过采用自主开发的专用PWM控制方法，比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1～2％。

●先进的故障单元旁路运行（专业核心技术）

为了提高系统的可靠性，整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压余量，并在各功率单元中增加了旁路电路。

当某个功率单元出现故障时，可以自动监测故障并启动旁路电路，使得该单元不再投入运行，同时程序会自动进行运算，调整算法，使得输出的三个线电压仍然完全对称，电机的运行不受任何影响。

以6kV高压变频调速系统为例，每相有5-6个单元时，当某一相中有2个功率单元出现故障时，故障单元将自动旁路，系统仍然可以满负荷运行；即使某一相中所有6个单元故障，全部被旁路，系统输出容量仍可高达额定容量的57.7％。

这种控制方法处于国际先进，国内领先水平，将大大提高系统的可靠性。

●高性能的控制技术

LPMV高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术，可以实现恒转矩快速动态响应，并且具有加、减速自适应功能，即可根据运行工控参数的实际情况，自动调整加、减速时间，在不超过最大允许电流的情况下，快速达到设定转速。

同时，系统可以自动识别电机转速，用户可以不考虑电机目前的运行状态，电机不需要停止运行，可直接实现电机的启动、加速、减速或停止操作。

LPMV高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。

●高可靠性

控制电源可实现外部380V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换，即使两路电源都出现故障时，控制系统仍然可以工作足够长的时间，控制整个系统安全停机，发出报警，并记录故障时的所有状态参数。

采用高速光纤通信，可有效避免电磁干扰。

当单元故障数目超过设定值时，系统可自动切换到工频运行。

整流变压器有完善的温度监控功能。

独特设计的功率柜风道，主要发热元器件都靠近或处于风道中，散热效果好，保证了系统的过载能力。

抗电网电压波动能力强，当电网电压在－15％～＋15％范围内波动时，系统可以正常工作；对于功率单元，在电压－25％～20％范围内变化时，都可正常工作。

●其它特点

故障自诊断能力强，监测系统中所有主要参数及接口信号；

10.4英寸液晶触摸屏人机界面，操作简单，友好，显示内容丰富；

接口丰富，可与多种自动化设备和系统接口，满足各种现场不同需要，特殊接口可以定制；

维修简单，所有单元可以互换，备件少；

先进、及时、迅捷、完美的售后服务。

2.2．LPMV变频调速系统原理

LPMV系列高压变频调速系统组成部分包括变压器柜、功率柜、控制柜及旁路柜（可选），如图1所示。

图1LPMV串联H桥高压变频调速系统典型组成部分

图1中主要示意系统的组成部分，具体到各系列产品的实际安装方式，可能有所区别。

尤其是针对800kW以下的系列产品，采用了优化设计方案，不但保证了整个系统的可靠性，而且更加紧凑，降低了对用户的安装空间的要求。

（功率柜的数量随装置的具体的容量而不同）

图2是串联H桥式高压变频调速系统功率电路（5串/相）原理图，以输出6kV，每相5（6kV产品也可能每相6个单元串联，对于10kV，每相8或9个单元）。

图中6kV电网电压直接给移相变压器供电，移相变压器二次侧有15个独立的三相低压绕组。

每一个三相低压绕组给一个低压单相变频器（称为H桥，或功率单元）供电，其电路图如图3所示。

在图2给出的例子中，输出到电机的三相中，每一相由5个功率单元串联，三相共15个功率单元，即可输出三相对称，电压、频率都可调的变压、变频电源。

最高输出电压为6kV，频率50Hz,可直接驱动6kV的三相异步电动机。

如果需要输出10kV电压，可增加每一相功率单元的串联个数或者增加每个H桥单元的输出电压。

图2串联H桥高压变频调速系统功率电路（5串/相）原理图

图3H桥单个功率单元内部电路原理图

●旁路柜构成：

旁路柜为可选件。

可以不采用旁路柜，高压输入和输出线通过变压器柜中的接线端子进行连接。

如果采用旁路柜时，也可选择手动旁路或自动旁路方式，相应地，旁路柜的构成也不相同。

手动旁路方式的旁路柜主要由高压真空接触器、隔离刀闸、电压互感器等构成，它的主要作用是在高压变频器检修时，为高压电机从电网直接提供高压电源，不影响用户的使用。

在使用时可进行变频运行和工频运行的切换。

电压互感器可对输入的高电压进行检测，判断输入、输出电压的质量和是否出现故障，为进行高性能的控制提供依据。

图4手动方式的旁路柜

自动方式时的旁路柜主要包括真空接触器等设备，可以不需要人工操作，通过控制柜的可编程序控制器（PLC）自动进行控制，并在系统出现故障时，把变频器输出到电机的三相输出自动切除并切换到电网直接供电，不会导致系统停机。

图5自动方式的旁路柜

●变压器柜构成：

变压器柜内主要为高压隔离移相变压器。

以6kV高压变频调速系统为例，当采用1700V级的IGBT时，功率柜中每相由5或6个功率单元组成。

这些单元皆由隔离移相变压器二次侧供电，且二次侧依次相差一个相位差，可实现多重化串联整流。

在移相变压器的一次侧中，各折算的二次侧电流叠加后，其电流波形非常逼近正弦波，因此对电网的谐波干扰非常小，完全满足国际、国内包括IEEE519-1992和GB/T14549-93在内各种标准的要求。

同时，也改善了系统的功率因数。

变压器柜中同时包括温度监测控制器的测温点（其温控器安装在控制柜内），它实时循环监测各相绕组的温度，当温度高于预定设置值时，会启动变压器柜下部的6个冷却风扇。

同时，变压器温度监测控制器会及时在变压器故障时，把信息立即反馈给控制柜，保证了变压器的可靠运行。

●功率柜构成：

功率柜是变频器功率主电路核心的部分，它由多个完全相同的功率单元组成，各功率单元的输出电压串联叠加后组成输出到电机的三相电压。

功率单元中的主功率器件为IGBT，所采用的IGBT耐压为1700V级的IGBT。

以6kV的高压变频器调速系统为例，当采用1700V的IGBT时，每相中包含5个功率单元，而每个功率单元的输出电压为交流693V，则相电压为5×693，即3464V，相应的，其线电压为6kV。

若所设计的装置为10kV变频调速系统，采用的器件也是1700V级的IGBT，则每相中包含8或9个功率单元。

通过采用了具有自主知识产权的优化PWM（脉冲宽度调制）控制技术，使得输出到电机的电压波形非常接近正弦波，谐波含量小，dv/dt小，无需额外增加滤波器，可以直接输出到普通异步电动机，且对变频器到电机的电缆长度没有要求。

功率单元和控制柜之间通过高速可靠的光纤进行通信，可有效避免电磁干扰，提高系统的可靠性。

●控制柜构成：

控制柜是整个高压变频调速系统的核心，它根据用户在本地或远程的操作和设置，并采集系统中电压、电流模拟量，及各开关量，进行逻辑处理和计算后，决定并控制各功率单元的动作，进一步驱动电机，满足输出要求。

控制柜中包括不间断电源UPS、断路器、可编程逻辑控制器PLC、DSP控制板、IO板、光纤板、液晶操作人机界面及控制按钮、开关等。

其中，所有的计算在DSP控制板中进行。

控制核心为专业设计的双DSP（数字信号处理器），并辅之以FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件），它们的采用不但可进行高速运算，实现复杂的控制功能，而且还大大简化了控制电路的设计，提高了控制系统的可靠性。

2.3．LPMV变频调速系统性能指标

输

入

主回路电压/频率

3相3kV、6kV、10kV，45～55Hz

控制回路

3相380V，50Hz/60Hz

变动容许值

电压：

＋10%（输入移相变压器有±5%的抽头）；电压失衡率：

<3%，频率:

±5%

输入功率因数

>0.96（20％额定负载以上）

输

出

适用电机（kW）

200～2000

额定容量（kVA）

250～2500

额定电压（3相）

3kV、6kV、10kV

电流过载能力

120%额定负载1分钟；130％，30秒；150％，立即保护

输出频率

0.1~120Hz

运

行

控

制

特

性

变频器效率

>0.97（额定负载）

控制方法

高性能转差自动补偿的VVVF控制，简易矢量控制

最高频率

50~120Hz

基本频率

20~60Hz

起动频率

1~20Hz

频率分辨率

模拟设定：

0.1%×最大频率；数字设定：

0.01Hz

频率精度

模拟设定：

±0.2%×最大频率；数字设定：

±0.01Hz

加减速时间

0.5~3600s

电压频率特性

基频以下恒V/F，基频以上恒功率

频率设定

数字面板操作，模拟设定：

0~10V，0~20mA，上位机通讯设定

结构

防护等级

IP20，其他等级可定制

整体结构

多柜式

冷却方式

顶部风扇强制风冷

输

出

信

号

继电器输出

250VAC/2A，30VDC/1A

开路集电极输出

24VDC，最大100mA，输出阻抗30~35Ω

模拟表校准

50.0～200.0%（最小单位：

0.1%）

模拟表输出

4~20mA/0~10V

保护

变频器输入过压、欠压保护，变频器过载保护，电机过流保护，系统接地故障保护，系统过电流保护，输入变压器过热保护，变压器缺相保护，控制电源过压、欠压保护，控制电源故障保护，功率单元直流过压、欠压保护，功率单元通讯失败保护，功率单元过热保护，功率单元旁路失败保护等等。

使用环境

工作温度：

0℃～+40℃

储存温度：

-40℃～+60℃

相对湿度：

5%～95%（无凝露）

海拔高度：

<1000米，1000米以上降额使用或定制

安全规范

高压变频器可靠接地，可能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻不大于0.1Ω，能够承受按相应开关算出的短路电流冲击（40KA以上），接地点有明显的接地标志。

高压变频器柜内装屏蔽罩等防止电击的保护设施。

2.4．LPMV变频调速系统系列型号说明

LPMV□□/□□□－□□□

1234567

注：

1、江苏力普电子科技有限公司名称缩写；

2、产品类型：

高压变频器；

3、电压等级：

03——3kV或3.3kV；06——6kV或6.6kV；10——10kV；

4、额定容量：

单位为kVA；

5、型式参数1：

Y——三相异步电动机；T——同步电动机；

6、型式参数2：

A——每相功率单元为5个（6kV）或8个（10kV）；B——每相功率单元为6个（6kV）或9个（10kV）；

7、型式参数3：

N——无旁路柜；P——自动旁路柜；M——手动旁路柜

例如：

LPMV06/625-YBP表示江苏力普电子科技有限公司所生产的6kV、625kVA三相异步电动机用的串联H桥高压变频器，每相功率单元有6个，且配有自动旁路柜。

2.5．LPMV变频调速系统适用范围

LPMV系列高压变频调速系统可广泛用于下列场合：

●电力工业：

锅炉给水泵、送风机、引风机等。

●采矿行业：

矿井的排水泵和排风扇等。

●冶金行业：

高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机等。

●石化行业：

大型输油泵、化工生产的压缩机等。

●城市建设：

自来水供水泵、中央空调压缩机等。

总之，在电力、矿山、冶金、化工、交通等各个领域中采用大功率风机、水泵类机械中，如果采用LPMV系列变频调速系统进行调速控制，取代传统的机械控制方法都可以取得相当显著的节能效果。

三．运输贮存及安装配线

3.1．运输贮存说明

●运输条件：

产品可采用汽车、火车、飞机、轮船等交通工具运输。

产品在运输过程中必须小心轻放、严禁雨淋、暴晒，不应有剧烈的振动、撞击和倒放。

运输温度应在-40℃-+70℃范围内。

变频装置最大高度2200mm，包装后最高为2550mm，运输过程中需要考虑是否有道路限高等因素存在。

●贮存条件：

⏹室内通风良好。

⏹尽量避免高温多湿，湿度小于90%RH，无雨水滴淋。

⏹无易燃、腐蚀性气体和液体。

⏹环境温度-40℃～＋70℃。

3.2．机械安装

3.2.1环境要求

为了使得变频器能长期稳定和可靠地运行，安装环境应满足下面的条件：

环境温度最低为0

，最高不超过45

，工作环境的温度每小时的变化应小于5

。

环境满足不了要求时，现场应安装空调设备，否则系统需降额使用。

现场环境的相对湿度应小于90％（20

时），且无凝露。

现场湿度变化时，每小时的变化不应超过5％。

安装现场应在海拔1000m以下，否则需要降额使用。

不要将变频器安装在具有较大灰尘、具有腐蚀性、爆炸性气体、或具有破坏绝缘的气体的场合，同时空气中应避免含有导电粉尘。

设备安装地点允许的振动频率为不大于150Hz。

3.2.2柜体安装说明

●尺寸要求

LPMV高压变频调速系统的尺寸见附录3。

800kW以上的所有整套装置背面距墙的距离应大于1000mm。

800kW以下的变频器属于小型化的设备，考虑到功率柜前后都安装有功率单元，柜体背面距墙的距离应大于1500mm。

所有系列装置的顶部距屋顶距离应大于1000mm，装置正面距墙的距离应大于1500mm。

●通风要求

变频器设备应安装在可以进行有效通风及散热的场合。

变频器上部有冷却风机，目前所有型号的变频器都为风冷。

●紧固要求：

变频器的所有柜体应牢固安装在基座之上，并和厂房的大地可靠连接。

注意一定要保证各柜体之间连接为一体。

安装过程中，要防止变频器受到撞击和振动。

所有柜体不得倒置，倾斜时角度应在30度之内。

3.3．电气安装

变频器的电气安装主要包括柜体到现场的输入、输出高压电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场控制系统之间的电源线及信号线等。

3.3.1电气安装注意事项

危险

1．输入和输出的高压电缆必须经过严格的耐压测试。

2．输入和输出电缆必须分开配线，防止绝缘损坏造成危险。

3．现场到变频装置的信号线，应该与强电电线分开布线，信号线必须采用绞线的方式，最好采用屏蔽线，屏蔽线一端可靠接地。

4．要一直保证变频装置柜体可靠连接到厂房大地，保证人身安全。

5．设备进行电气安装时，应为控制系统埋设专门接地极，要求接地电阻不大于2欧姆。

6．测量变压器的绝缘电阻及进行工频耐压试验之前，必须断开变压器和功率单元连线。

3.3.2主回路配线

●高压电缆的连接

和变频器相连的主要高压电缆包括输入6kV或10kV电源线，应使用相应6kV或10kV电压绝缘等级的电缆。

其A、B、C三相应与变频器对应的U0、V0、W0端相连接（某些系列输入端子的名称为L1，L2和L3）。

变频器的输出到电机的三相也为6kV或10kV高压电缆，端子名称为U、V、W，和电机的端子直接相连。

高压电缆的连接还应注意：

Ø输入和输出都有相序要求；

Ø输入电压和变频器的电压要求匹配；

Ø输入和输出的电缆线径、耐压应满足要求；

Ø电源侧的高压开关应有有效的避雷措施。

●柜体之间的连线

在现场第一次安装或经过重大维修时，柜体之间的连线被拆除。

重新连接时应注意几个事项：

拆除柜体之间的连线前，应检查连接槽位置及连线标号有无破损或丢失，如有破损或不能清晰辨认，拆除人员应做出明显标识；

涉及到柜体之间的连线的任何操作，包括变压器柜和功率柜之间的功率电缆，及其它控制信号线时，应由生产厂家的专业维修人员进行，用户不得私自重新连接或拆除，以免造成重大安全事故。

3.3.3控制电路配线

●控制电源的连接：

●数字多功能端子：

●模拟量多功能端子

系统目前为用户预留了2路模拟量的输入和1路频率模拟信号给定专用通道，可以配置为4～20mA的电流型，也可配置为0～10V的电压信号型（缺省时3路全是0～10V电压配置）。

用户可能需要进行的连接端子定义汇总如下：

外接端子在控制柜中的位置如图6（a）所示，端子共分4段，分别命名为X1～X4，详细布局如图6（b）所示。

（a）（b）

图6变频器外接控制信号的端子及布局

3.3.4典型应用接线图

典型应用接线图如图7所示。

图7典型远程控制、模拟给定、闭环运行接线图

四．变频调速系统标准操作说明

4.1．柜门按钮和开关说明

图8控制柜柜体前面板的指示灯及操作按钮

图8为控制柜柜体前面板上的指示灯和操作按钮。

中间及上排的指示灯从左到右依次为“带电指示灯”、“上电允许灯”、“系统就绪灯”、“运行指示灯”、“报警指示灯”、“故障指示灯”等6个。

操作开关依次为“高压开关闭合/断开”、“变频/工频”、“本地/远程”、“启动/停止”、“报警解除”等5个。

最右侧为“紧急停机”。

4.2．控制界面

LPMV系列产品的操作页面主体上分为图9所示的5部分。

其中，状态栏和下方的8个按键为常显部分（每个页面都有且显示内容相同）。

其它部分会随当前屏的内容而有所不同。

所有按钮通过触摸方式操作。

●标题栏:

简洁的表示出公司名称或当前界面的内容标题。

●主显示部分:

屏幕中间部分就是主显示界面。

主要的状态信息和设置输入都将在这一区域显示和完成，后面将根据页面显示内容分部分进行介绍。

图9LPMV高压变频调速系统液晶触摸屏操作主界面

●状态栏:

该部分在每个页面都为固定的显示内容，方便操作人员实时监控系统。

状态栏，分为五组：

⏹第一组至第四组:

第一组，“正在运行”与“系统停机”。

第二组，“正转”与“反转”。

第三组，“变频”与“旁路”。

第四组，“本地控制”与“远程控制”。

第一组至第四组显示的内容，为互锁的信息，系统只能处在两种中的一种状态。

⏹第五组:

第五组，为故障与报警记录。

其中故障用红底显示，警报用黄底显示。

当系统只有一个报警信息时（无故障信息），该文字信息提示框将一直显示该报警信息，直到系统的报警与故障信息改变；当系统有2个或多于2个报警信息时（无故障信息），系统将循环显示这些报警信息，指导系统的报警与故障信息改变；当系统只有一个故障信息时（无报警），该文字信息提示框将一直显示该故障信息，直到系统的报警与故障信息改变；当系统有2个或多于2个故障信息时，该文字信息提示框将一直显示最早发生的故障，直到系统的故障与报警信息改变；当系统同时有报警与故障信息时，系统锁存显示第一次检测到的故障信息。

●下方功能按键（8个）

其中8个按键中的左侧4个：

“正转”、“反转”、“故障复位”、“警报解除”，用于在完成相应设置之后对变频器进行操作。

⏹“正转”、“反转”按键，

用于在系统正常时，对系统的运行方向进行切换。

当按下“正转”按键，系统进行处理后，在状态栏的正/反转提示框将显示系统当前的运行方向，并且此次操作会在历史记录部分的操作记录栏进行记录（如无记录，有可能为按键没有成功响应）。

当按下“反转”按键，系统进行处理后，在状态栏的正/反转提示框将显示系统当前的运行方向，并且此次操作会在历史记录部分的操作记录栏进行记录（如无记录，有可能为按键没有成功响应）。

⏹“警报解除”按键，

用于解除变频器运行过程中产生的报警信号。

当按下此按键后，伴随报警信号对应的报警源被清除，声光报警将消失，状态栏中的故障与警报显示框将不再显示被清除的警报源，并且此次操作会在历史记录部分的操作记录拦住进行记录（如无记录，有可能为按键没有成功响应），关于“操作记录”栏将在历史记录部分进行详细介绍。

⏹“故障复位”按键

当变频器出现某种故障时，系统会锁定故障并停机等待排除故障。

当故障排除之后，需要按动这个按钮清除故障信号，将系统从故障锁定状态转换到正常状态，伴随报警信号对应的报警源被清除，声光报警将消失，状态栏中的故障与警报显示框将不再显示被清除的警报源，并且此次操作会在历史记录部分的操作记录栏进行记录（如无记录，有可能为按键没有成功响应），且如果系统仍有故障和报警，历史记录界面的故障记录栏中将重新记录数据，关于“故障记录”栏将在历史记录部分进行详细介绍。

⏹“状态显示”、“参数设置”、“历史记录”、“帮助”

8个按键中中右侧的4个按键分别用来进入不同的显示界面。

“状态显示”按键对应启动时显示的界面；而“参数设置”按键则对应设置界面；“历史记录”用于显示历史故障信息；“帮助”按钮将跳转到帮助界面。

当前在哪一组页面时，对应的按键将会显示为深灰色，如图8中的“状态显示”按键。

●右侧功能按键，

这部分按键主要有“上一页”、“下一页”、“保存设置”，但根据页面的