1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　由于磁懸浮發(fā)電機(jī)是采用原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，定子側(cè)產(chǎn)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(duì)驅(qū)動(dòng)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(shù)優(yōu)勢(shì)和豐富的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，推出全新一代AC800系列四象限變頻器，不僅可以在驅(qū)動(dòng)端為磁懸浮發(fā)電機(jī)提供高精度、高速度和高穩(wěn)定性的控制，而且調(diào)試也更加方便快捷。

　　近期根據(jù)某設(shè)備廠的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)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(shù)難題，完全滿足了磁懸浮發(fā)電機(jī)發(fā)電的應(yīng)用需求。

　　2 客戶需求

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

　　● 機(jī)側(cè)全轉(zhuǎn)速范圍實(shí)現(xiàn)無速度傳感器控制，并具備零轉(zhuǎn)速啟動(dòng)及額定轉(zhuǎn)速投切兩種功能;

　　● 網(wǎng)測(cè)配備LCL電抗器，且滿足電網(wǎng)公司對(duì)逆變器接入配電網(wǎng)的技術(shù)要求;

　　● 具有開關(guān)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(duì)外接口;

　　● 具備兩種工作方式：

　　(1)利用原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)磁懸浮發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，待發(fā)電機(jī)啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，變流器投切使用，利用變頻器進(jìn)行電能回饋至電網(wǎng);

　　(2)利用變流器啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，逐漸加入原動(dòng)力，變流器由電動(dòng)轉(zhuǎn)為發(fā)電。

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

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

　　圖 1 現(xiàn)場(chǎng)的高速永磁發(fā)電機(jī)工作流程

　　圖 2 磁懸浮發(fā)電機(jī)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(dòng)高速永磁電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下工作產(chǎn)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(duì)于磁懸浮發(fā)電機(jī)的技術(shù)要求。

　　磁懸浮發(fā)電機(jī)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(dòng)力驅(qū)動(dòng)磁懸浮發(fā)電機(jī);第二種為電網(wǎng)電壓經(jīng)過AFE有源整流模塊將交流電轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)磁懸浮發(fā)電機(jī)。

　(1)第一種工作方式

　　當(dāng)利用原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)磁懸浮發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生電流，當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，變頻器投切使用，利用變頻器將發(fā)電產(chǎn)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(dòng)變頻器時(shí)， 會(huì)在電機(jī)定子側(cè)的三相繞組中通入勵(lì)磁電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，逐漸加入原動(dòng)力，變頻器由電動(dòng)轉(zhuǎn)為發(fā)電，將發(fā)電產(chǎn)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)勢(shì)

　　AC800系列工程多機(jī)傳動(dòng)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(chǎng)景應(yīng)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(yīng)力等諸多優(yōu)勢(shì)。

　　● 優(yōu)異的控制性能

　　(1) 采用ARM+ FPGA雙芯片控制架構(gòu)平臺(tái)，確保驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)卓越的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和控制精度。

　　(2) 調(diào)速范圍廣，可有效驅(qū)動(dòng)最高轉(zhuǎn)速達(dá)42000r的高速磁懸浮電機(jī)。

　　(3) 卓越的弱磁算法，保證高速磁懸浮電機(jī)高速弱磁可靠運(yùn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　● 方便快捷的調(diào)試工具

　　適應(yīng)使用工況的調(diào)試上位機(jī)，多樣化圖形顯示界面。方便快捷的多功能液晶鍵盤，可實(shí)現(xiàn)手持端設(shè)備簡(jiǎn)易便捷調(diào)試，支持參數(shù)拷貝和恢復(fù)。

　　● 模塊化設(shè)計(jì)

　　濾波、整流、逆變、制動(dòng)都是獨(dú)立、標(biāo)準(zhǔn)的模塊，采用共直流母線方案，節(jié)省能量需求(5%-30%)，同時(shí)支持多模塊并機(jī)，實(shí)現(xiàn)大功率輸出。

　　● 豐富的擴(kuò)展接口

　　VCU支持多種擴(kuò)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(chǎng)總線模塊，IO擴(kuò)展模塊等，根據(jù)客戶使用進(jìn)行適配。

　　● 多重故障處理和保護(hù)手段

　　系統(tǒng)多達(dá)30種的設(shè)置保護(hù)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(qū)動(dòng)脈沖斷開電機(jī)電源，防止電機(jī)意外啟動(dòng)，保證人員與設(shè)備安全。

　　5 結(jié)語

　　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)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(jī)工作性能的同時(shí)，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(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備，深入市場(chǎng)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(chǎn)品和服務(wù)。