1前言

伊朗古稱波斯，經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)，伊朗經(jīng)濟(jì)以石油開采業(yè)為主，為世界石油天然氣大國，地處世界石油天然氣最豐富的中東地區(qū)石油出口是經(jīng)濟(jì)命脈，石油生產(chǎn)能力和石油出口量分別位于世界第四位和第二位，是石油輸出國成員。伊朗的石油化工、鋼鐵、汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)，還有電子工業(yè)、核工業(yè)、計(jì)算機(jī)軟硬件業(yè)。伊朗國土絕大部分在伊朗高原上，是高原國家，海拔一般在900-1500米之間，大部分地區(qū)被沙漠覆蓋。

阿拉克是伊朗中西部城市，舊稱“素丹阿巴德”，位于扎格羅斯山區(qū)一個(gè)山口的東側(cè)，古姆西南120公里，為伊朗南北縱貫鐵路與向西通往伊拉克的公路的交叉點(diǎn)。附近為農(nóng)業(yè)區(qū)，產(chǎn)葡萄、水果、谷物。有地毯、毛紡織、火柴、甜菜糖等廠。

2用戶設(shè)備情況

阿拉克機(jī)械廠是為伊朗一家生產(chǎn)中高端大中型泵銷售、研發(fā)的產(chǎn)品制造商，阿拉克機(jī)械廠水泵測試系統(tǒng)為新上系統(tǒng)，高壓變頻器為阿拉克機(jī)械廠水泵測試系統(tǒng)的重要組成部分，用于對各種電壓等級(jí)，各種功率的電機(jī)及水泵在不同頻率段進(jìn)行溫升，震動(dòng)，流量，轉(zhuǎn)速，壓力，揚(yáng)程等多種性能指標(biāo)測試，然后將測試好的電機(jī)和水泵配套出售。

水泵測試系統(tǒng)的主要組成部分為蓄水池，供水管道，調(diào)節(jié)閥，增壓泵，低壓變頻器（控制增壓泵），高壓變頻器（控制被測泵），測試臺(tái)，被測電機(jī)及水泵，測試儀及變送器，控制室等。

圖1阿拉克機(jī)械廠用戶現(xiàn)場

圖2 控制室照片

圖3 增壓泵現(xiàn)場照片

經(jīng)過客戶多方考察，反復(fù)對比，選定了新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的JD-BP37-4800F（4800 kW /6kW）變頻電源作為水泵測試的供電電源。

技術(shù)參數(shù)如下：高壓變頻電源設(shè)備輸入電壓6kV，輸出電壓1100V－6000V范圍內(nèi)的無極調(diào)壓；輸出電流的范圍為0－346A；頻率范圍為輸出電壓范圍內(nèi)的任一電壓可0－72Hz可調(diào)。

3 風(fēng)光高壓變頻電源控制系統(tǒng)基本參數(shù)

高壓變頻電源系統(tǒng)JD-BP37-4800F基本參數(shù)如表1所示。

4高壓變頻電源系統(tǒng)介紹

此次改造選用1臺(tái)JD-BP37-4800F型的變頻電源，額定電壓6kV，額定電流346A，額定功率4800kW，額定容量6000kVA。

JD-BP37系列高壓變頻電源是新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的新一代矢量控制高壓變頻供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用直接“高-高”變換形式，為單元串聯(lián)多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)由多個(gè)功率模塊串聯(lián)而成，從而由各組低壓疊加而產(chǎn)生需要的高壓輸出，它對電網(wǎng)諧波污染小，輸入諧波畸變小于3%，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標(biāo)準(zhǔn)，輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置；輸出波形質(zhì)量好，輸出電壓諧波畸變小于2%，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機(jī)。

JD-BP37系列高壓變頻電源由開關(guān)柜、變壓器柜、功率柜和控制柜組成，外觀如圖4所示，主回路拓?fù)淙鐖D5所示。

圖4 高壓變頻器現(xiàn)場安裝情況

圖5  高壓變頻電源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4.1電源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

變頻電源裝置0-6kV輸出，每個(gè)系統(tǒng)共有15個(gè)功率單元，每5個(gè)功率單元串連構(gòu)成一相，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6變頻電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

4.2功率單元

每個(gè)功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣，二次繞組采用星形折邊接法，實(shí)現(xiàn)多重化，以達(dá)到降低輸入諧波電流的目的。每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，為基本的單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋， IGBT逆變橋的控制方式為PWM控制，并且有自動(dòng)單元旁路功能，大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4.3功率柜

柜內(nèi)主要對功率單元進(jìn)行組合，通過每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過對每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可減少對電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以輸出電纜長度很長，電機(jī)不需要降額使用。

4.4控制柜

控制器采用32位高速DSP芯片，精確的算法保證電機(jī)達(dá)到較優(yōu)的運(yùn)行性能。彩色嵌入式人機(jī)界面提供友好的全中文監(jiān)控和操作界面，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制。控制器包括一臺(tái)內(nèi)置的PLC，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號(hào)的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種操作信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)(包括DCS/RS485//Modbus)的協(xié)調(diào)，并且可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)展控制開關(guān)量?？刂破髋c功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)應(yīng)具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能。

4.5變壓器柜及風(fēng)機(jī)

主要包括為功率單元供電的移相變壓器，輸入側(cè)的電壓、電流檢測器件，以及溫度檢測器件溫控器。變頻電源功率柜頂部和變壓器柜頂部所配冷卻風(fēng)機(jī)。干式變壓器繞組底部也配有冷卻風(fēng)機(jī)，由溫控儀檢測變壓器繞組溫度進(jìn)行控制。

4.6上位機(jī)接口清單

上位機(jī)接口清單如圖7所示。

圖7上位機(jī)接口清單

5改造的過程

先把變頻電源系統(tǒng)安裝到位，進(jìn)行主回路線路改造，然后將變頻電源控制系統(tǒng)及單機(jī)高壓調(diào)試正常，接著進(jìn)行操作臺(tái)的固定安裝，連接操作臺(tái)與變頻電源之間的連線，調(diào)試操作臺(tái)與變頻電源的信號(hào)傳遞，正常后把變頻電源和操作臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。帶重載調(diào)試是改造中的重點(diǎn)部分。整個(gè)改造工程流程圖如下：

（1）高壓變頻電源的安裝；

（2）系統(tǒng)主回路的連接；

（3） 高壓變頻電源控制電調(diào)試；

（4）高壓變頻電源單體高壓調(diào)試；

（5）操作臺(tái)本體的安裝及調(diào)試；

（6）高壓變頻電源與操作臺(tái)之間的連接及信號(hào)調(diào)試；

（7）水泵測試系統(tǒng)初步統(tǒng)調(diào)；

（8）變頻水泵測試系統(tǒng)重負(fù)載調(diào)試；

（9）水泵測試變頻系統(tǒng)正常運(yùn)行。

6 高壓變頻電源在水泵測試臺(tái)使用效果

該設(shè)備2016年8月自投運(yùn)以來，變頻電源運(yùn)行穩(wěn)定，用戶非常滿意，改造達(dá)到了預(yù)期目的，大大提高了水泵測試實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化水平，測試實(shí)驗(yàn)非常方便。

圖8  公司服務(wù)人員與用戶現(xiàn)場合影留念

（1）新風(fēng)光電子公司生產(chǎn)的JD-BP37－4800高壓變頻電源所有部分裝在配電柜內(nèi)，不需要另外的電抗器、濾波器等設(shè)備裝置。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡單，現(xiàn)場配線少，調(diào)試周期短，投入生產(chǎn)快。

（2）高壓變頻電源的運(yùn)行參數(shù)及各種指示在觸摸屏均有顯示。

（3）電源帶有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，上位機(jī)可以通過通訊完全集控變頻電源。

（4）變頻電源非常方便實(shí)現(xiàn)測試各種電機(jī)水泵測試需求，只需設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)即可，可任意拖動(dòng)6kV/3kV/2300V/1100V等電壓等級(jí)，不超過450A電流，0-72Hz水泵完成測試各種實(shí)驗(yàn)。

7 結(jié)束語

風(fēng)光牌JD-BP37系列高壓變頻電源在伊朗阿拉克機(jī)械廠水泵測試系統(tǒng)的成功應(yīng)用，不但為用戶創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且也證明了新風(fēng)光公司高壓變頻器在領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)先進(jìn)性和質(zhì)量可靠性，為新風(fēng)光公司贏得了更多的品牌美譽(yù)度。同時(shí)，提高了水泵測試系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，值得大力推薦和應(yīng)用。