东芝高压变频器技术说明书.docx

1、东芝高压变频器技术说明书目录1设计标准.21.1设计基准.21.2适用标准.22电路结构.32.1主电路的构成.32.2单元变频器.32.2.1单元变频器主电路构成.32.2.2单元变频器串联输出.42.2.3 输入侧多相整流电路53特性.53.1输入端电流谐波特性.53.2 输出特性.53.3扭矩幅度.63.4变频器的整体特点.64主要性能.84.1结构性能.84.1.1柜子结构图.84.1.2装置外形尺寸和重量.124.1.3装置结构的一般规格.144.2电气性能154.3控制性能174.4通用规格184.5产品代码195保护功能206接口216.1 电源接口和接地.216.2 电动机的接

2、口.226.3 输入/输出.236.3 .1 输入236.3.2 输出.246.4 模拟输入输出.256.4.1 模拟输入.256.4.2 模拟输出.267 所用器件及推荐的备件.27一设计标准1.1 设计基准参数 标准寿命 15年保护 易发生故障的所有部分平均无故障时间（MTBF） 50，000小时平均修理时间 30分钟耐冲击能力 运输2Hz f 9Hz振动幅度3.5mm9HZ f200Hz加速度10m/sec2200Hz f500Hz加速度15m/sec2安装2Hz f0.3mm振动幅度0.3mm9Hz f200Hz加速度1m/sec2耐高压冲击量 LI （1.2/50的尖脉冲）3.3KV

3、系列 20KV 瞬时耐压6.6KV系列 40KV 瞬时耐压11KV系列 60KV 瞬时耐压备注1: 使用环境有变化时,以上数据有可能发生变化备注2: 平均无故障时间(MTBF) 是以适用于各种部件的MIL数据标准为基准计算得出. 此数据涉及到一体化的变压器。 各单元变频器。 主控制板，监测仪器及冷却风扇。最后的括号中的数据为实际测定数据。无故障时间数据为根据MIL数据标准得出的保守性数据。在众多的实际应用中。东芝的大功率可变速装置的实际运行无故障时间以大幅度超过此数值。达到100.000小时以上。1.2 适用标准此产品适应以下标准IS09001 QUALITY ASSURANCEJEM1122

4、 Low Voltage Wiring inside Power Distribution Panel/Control Panel JEM1459 Structure and Dimensions of Power Distribution Panel/Control Panel JEM1267 Protection Class of Power Distribution Panel / Control Panel JEM1334 Insulation Distance of Power Distribution Panel / Control Panel JEC2410 Power Devi

5、ce Inverter Equipment IEC529 degrees of protection provided by enclosure(IP Code)IEC146-1 General requirements and line commutated convertersIEC 617 Graphic symbols for Diagrams IEC60146-1-1IEC60146-1-3IEC60726IEC61800-2IEEE519 JIS Japanese Industrial Standards二电路结构2.1 主电路的构成图2.1.1表示TOSVERT-MV 3000/

6、3300输出型的电路构成。从外部交流电源，经过装置内的变压器向输出为单相的单元变频器提供交流电。这些单相单元变频器每一相3级串联，再将其进行三相接线，转换为电动机所需的三相交流电力（频率、电压）。 单元变频器图2.1.1 TOSVERT-MV 电路构成图6000/6600 输出型时，单相单元变频器每一相为6级串联，为输出3000/3300输出型的2倍的电压。2.2 单元变频器2.2.1 单元变频器主电路构成单元变频器如图2 .2.1.A所示，由将交流转换成直流的二极管整流器，以及将直流逆变为交流的逆变器构成。图2.2.1.A单元变频器 电路构成图通过图2.2.1.A的 ， 和 ， 的组合，对

7、进行交互选择，可以输出正的电压和负的电压。而且通过使 ， 和 ， 开/关（），如图2.2.1.B所示，可以产生开关的交流电压。而且，通过单元变频器的串联，能够提供台阶状的近似正弦波。图2.2.1.B 波形2.2.2 单元变频器串联输出单元变频器的交流输出电压变为635后，3级串联时的相电压变为约1900 ，再使这3组的相位分别错开120，能够得到线电压3300 的高压电源。另外，串联后的输出电压波形，即使每个单元变频器的开关频率低，也能得到如图4 .2.2. 所示的失真非常小的正弦波。即能够得到开关损失小的低失真的正弦波电源。单元变频器图2.2.2. 通过串联产生高压图2.2.2. 串联变频器

8、输出电压波形（线间）2.2.3 输入侧多相整流电路 为多台单元变频器串联的结构，得到三相高压，单元变频器的输入侧的三相整流器数量，也与单元变频器的台数相同。采用图2.1.1所示的3级串联方式时，可输出3000/3300V电压，整流器共计需要9台，输入变压器的次级线圈也需要9组，使次级线圈每3组的相位相差20 ，0 ，20 ，变为18相整流，以减小电源侧高次谐波。输出6000/6600V时，需要18个单元变频器，每相6个串联，整流器共计需要18台，输入变压器的次级线圈也需要18组，每相三组每组两个次级线圈，每组的相位相差20 ，0 ，20 ，变为18相整流，以减小电源侧高次谐波。另外，由于整流器

9、为二极管整流器，因此电源功率因数也能够获得高功率因数。三特性3.1 输入端电流谐波特性输入端电流高次谐波-依据实测结果所得的数据 高谐波次数 1 5 7 11 13 17 19 23 25 %电流 100 1.4 0.5 0.6 0.5 1.1 0.6 0.3 0.53.2 输出特性输出波形为近似正弦波.请参照下列实测输出电流, 电压波形, 以及高频波电流频率波形. 此波形为输出频 率50Hz时的实测波形.变频器的输出侧将会产生无效的尖波电压, 但这一电压值被限制在一个IGBT单元变频器的输出电压750V的水准上. 此电压的电动机上的反射值推测在输出电压值(750V)的0.2-0.7倍之间.

10、东芝PP7微机系统可保证使不仅在相间, 而且在线间的每各单元变频器形成的此电压值不会发生重叠, 故不会给标准电动机以及电缆造成任何不良影响.不需另设任何滤波装置以保护电动机及电缆.若电动机为标准电动机, 且绝缘程度符合IEC60034-15标准, 将完全可以承受TOSVERT-MV变频器所发生的这一无效尖波的冲击.3.3扭矩幅度需要注意的是, 变频器输出将会产生扭矩波动, 从而出现电动机, 负载轴扭动现象. 造成这一情况的原因是因为变频器的输出电流中所含的杂波电流值并非完全为零. 但由此产生的最大电动机转矩波动值不超过一般水准的2-3%.3.4变频器的整体特点 电源侧谐波电流值极小 实现变压器

11、次级的18脉冲整流 达到IEEE-519规格标准 不需另设滤波器 不需速度检测器的稳定运行 不需设置速度检测器 附有矢量演算的新式V/F控制,使运行更加稳定. 附有速度检测器(选用件)的矢量控制,可达到更加精密的控制程度. TOSVERT-MV可驱动标准电动机 可驱动原设电动机独特的多段电平PWM控制,将高频开关所产生的杂波扼止在最小值,同时使输出电流基本上成为正弦波.故不需加设滤波器,也可驱动包括原设电动机在内的标准电动机. 直通式(高-高式)驱动方式不需设置升压变压器与低压变频器+低压电动机的驱动方式相比较,减小了变频器输出与电动机之 间电缆的规格. 可应用在成型机等恒定转矩的负载机械上.

12、 可做为电动机的软起动器使用用工频电源起动惯性GD大的负载的电动机时,会出现电动机电流上升,电源 电压下降等问题,起动频率受到限制,使用该变频器起动可避免以上问题. 电源的瞬停以及瞬时电压降低时的对应 瞬停不停机控制在出现电源电压突然停电或电压降低(25%以上)时, 此时间在不超过300ms的情况下,变频器可维持运行, 变频器将自动将输出电流的转矩电流部分压低以确保变频器的运行. 但这时电动机的转速将会有所下降. 电源电压恢复正常后, 变频器自动恢复正常运转. 瞬停再起动控制 (选用)电源的瞬停或瞬降(25%以上)在6秒以内恢复时, 变频器可在电源恢复2秒后, 在电机自由转动的基础上再加速.

13、6秒以内电源未恢复时将被视为停电. 为用户着想的设计 工程设计, 施工简单 输入变压器为可搬出式设计 无滤波器 无功率因数补偿器 可使用标准型电动机 与高-低控制相比输出电缆规格大幅度减小. 容易操作及监视 大型LCO 显示面盘上设有24个操作按键. 易维修, 保养的设计 前面维修, 保养式 任意一个单元变频器都可由控制柜的前面抽出. 风冷方式 在每个柜子的顶部设有供此柜冷却用的风扇. 在柜门上设有空气过滤罩, 可在运行中拆下, 清洗. 单元变频器采用3层筐体结构单元变频器为控制部, 功率元件部, 电容元件部的3层筐体式结构组成, 即可 以各部分为单位进行更换, 也为更换元器件提供了方便. 高

14、功率 高于传统的可控硅变频器. 极小的谐波含有量使电动机的功率损耗减少. 无输出变压器是提高功率的因素之一. 高电压, 大容量的IGBT 开发, 使元件数量减少, 功率提高. 高功率因数 采用二极管整流方式获得高功率因数 (从变压器原边计算为95% 以上) 高可靠性 主要关键部份采用东芝自行生产的高可靠性部件. 多年的可变速系统的设计, 生产经验. (从低压小功率到高压大功率) 采用东芝公司为大容量电力电子设备专门设计的高性能 32Bit(PP7) 微机系统, 使控制部分回路部件大幅度减少. 采用大容量, 高耐压 (1700V) IGBT, 使主回路简节化. 节能 TOSVERT-MV 以它的

15、可变速控制用自身的高效率为节能做出着贡献.四主要性能4.1 结构性能4.1.1 柜子结构图由输入变压器柜，变频器柜，控制输出柜构成，全部可以从前面维护。以下尺寸不包括通道底座、悬挂通道、顶棚风扇的尺寸。输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜 图4.1.1. 3.3 330 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜 图4.1.1. 3.3 550 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 3.3 500、700 900 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 3.3 1200 1800 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 3.3 2400 ，

16、3000 柜子外形 输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 6.6 660 柜子外形 输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 6.6 800-1100 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 控制输出柜图4.1.1. 6.6 1000 1800 柜子外形输入变压器柜 变频器柜 变频器柜 输入变压器柜 控制输出柜图4.1.1. 6.6 2400 3600 柜子外形输入变压器 变频器柜 变频器柜 输入变压器柜 控制输出柜图4.1.1. 6.6 4200 6000 柜子外形结构概述(1) 柜全部采用的是前面维护结构。背面不需要维护用空间。能够与墙壁贴紧，但根据施工情况，有时会发出振动声音

17、。(2) 以下部件不包括在上图4.1.1.AF的尺寸中。通道底座风扇罩手柄等突起物(3) 柜的前面应确保1700 以上的维护空间。4.1.2 装置外形尺寸和重量表4.1.2表示装置（柜，及单元变频器）的尺寸和重量。表4.1.2. 装置尺寸和重量输出电压 kV输出容量kVA 柜子尺寸 概算质量 宽度 进深 高度 33003302800900230050028001000230035005502800900230070028001000230035009001200420010002300700015001800240050001500230094003000 输出电压 kV输出容量kVA 柜子尺

18、寸 概算质量 宽度 进深 高度 6600660330090023004500800440090023006000110044009002300700014004700100023007000180024007800100023001340030003600420094001500230018300480054006000表4.1.2. 单元变频器尺寸和重量装置型式装置尺寸 概算质量 宽度 进深 高度 1P240630489422P402709504703P4201037527120注）以下部件不包括在上表4.1.2. 的尺寸中。通道底座风扇罩手柄等突起物4.1.3 装置结构的一般规格装置结构的

19、一般规格如表4.1.3所示。表4.1.3一般规格（结构）项 目标准规格标准选择规格追加选择规格备注依照标准IEC,JIS,JEC,JEM 周围条件温度 0 40 注1湿度5 85%,不结露高度海抜1000m 以下安装场所屋内振动10 50Hz 0.5G 以下粉尘正常的大气粉尘腐蚀性因素无腐蚀性气体电线颜色JEM-1122(1994)但电子电路、装置内、特殊电线除外。尺寸0.5mm2以上但基板内及与基板相连的电线除外。使用螺纹ISO 公制螺纹喷漆颜色盘表面JEM-1135(1982)Munsell 5Y7/1指定色。(但仅与盘表面对应(不能变更操作面板的颜色)盘内装置及盘内安装板应使用电镀钢板或

20、涂漆处理。盘结构前面维护,半封闭自立盘JEM-1459(1992)盘保护结构JEM-1267(1986),IEC-529IP20简易防尘结构，带底板(电缆引入孔开孔由工程施工人员进行)带手动开关通过顶板罩、门的袋状结构，能够与IP30 对应。带通道底座无通道底座空气滤清器门前面安装型（可以在关上门的状态更换）标牌用途标牌No.丙烯光刻器具标牌厂家标准(铝刻贴标签)制造标牌铝刻(粘贴)注意标牌铝刻贴标签其他控制盘的绝缘距离JEM-1334(1988)IEC,UL控制盘的耐电压JEC-2410(1998),IEC-146-1控制电路 1500V-1分主电路11KV （3300V 时）主电路17.5

21、KV （6600V 时）模拟设定信号500V-1分注1：周围条件的详细情况，请参照TOSVERT-MV 安装注意事项(6E3A4148 或6E3A4149)的“2.安装环境”。4.2电气性能装置的一般规格（电气）如表4.2.A所示。表4.2.A 一般规格（电气）项目标准规格标准选择规格追加选择规格备注输出容量3.3kV6.6kV3kV 或6kV但容量应按照输出电压比减小，减小比例为3/3.3或6/6.6。330kVA500kVA550kVA700kVA900kVA1200kVA1500kVA1800kVA2400kVA3000kVA660kVA800KVA1000kVA1100kVA1400k

22、VA1800kVA2400kVA3000kVA3600kVA4200kVA4800kVA5400kVA6000kVA被驱动电动机鼠笼型感应电动机主电源输入电源电压和波动范围3.3kV交流3300V电压波动 ：10%交流3000V(3000V 输出)电压波动：10%交流6600V电压波动：10%6.6 kV交流6600V电压波动 ：10%交流6000V(3000V 输出)电压波动：10%交流3300V电压波动：10%输出电压3.3kV交流输入电压3300V 时，在变频器输出端应小于AC3300V 6.6kV交流输入电压6600V 时，在变频器输出端应小于AC6600V 控制电源电源电压频率200

23、V/50Hz 或200/220V/60Hz电压波动范围：10%需要容量电源断路容量6VA(三相)25kA 以下主电路PWM 频率800Hz(输出相电压 4.8kHz )再生方式 不可再生其他过负载耐量100%-连续125%-60 秒150%,175%,200%,225%,250%输出接地保护有插座无有电话插口无有电动机冷却风扇电路无有盘内空间加热器无有盘内照明灯无展开图符号EC-617(JIS C0301-系列1)装置的标准规格的额定值如表4.2.B所示表4.2.B 额定值表(标准规格)输出容量KVA输入电压 Vac输出电压 Vac输出额定电流 A发生的损耗kW3303300330057.71

24、1500881655096.21870012522900158291200210351500263441800315532400420663000525766606600660057.722800702710008832110096.23614001254418001585724002107130002638936003151064200368124480042013254004731486000525152注：发生损失为空调设备设计用的损失。包括输入变压器的损失。4.3 控制性能 控制（无速度传感器）时的一般控制规格（电气）如表4.3所示。表4.3一般控制规格（ 控制，无速度传感器）项目标准规格标准选择规格追加选择规格备注最高输出频率66Hz