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TMdrive®-MVG/提迈克高压变频产品手册高压多电平IGBT变频器容量范围300KVA~19,000KVA(电压为3KV~11KV时）冶金电力石油&天然气矿业水泥供水橡胶&塑料2TMEIC/提迈克公司简介TMEIC（东芝三菱电机产业系统株式会社-ToshibaMitsubishi-ElectricIndustrialSystemsCorporation），作为全球电气自动化产品和工程的最新引领者，是由国际知名的日本东芝公司和三菱电机公司合资组成，TMEIC产品同时集成了他们的技术和服务优势。TMEIC公司的总部设在日本东京，变频器生产基地则分别设在日本东京、美国休斯顿和中国广州。TMdrive系列产品的优点1最新技术的功率器件•大功率装置三种可选的高性能的功率器件（IEGT*1,GCT*2,IGBT*3）•同时长期提供多种可选元器件（二极管，IGBT,IEGT,GCT）•大功率元件丰富的应用经验2符合全球标准•标准电压等级（460/575/690/1250V，2.3/3.3/4.16/6.6/11kV）•全球标准（IEEE,UL,cUL,CSA,IEC,JEC,GB,CE）•环境要求（RoHS指标，在电子电气设备中限制使用某些有害物质指标）3高性能多功能•高性能电源：高效率，极小高次谐波•高性能运算：32位的高性能微处理器（东芝PP7），自调整•开放的网络：全球标准局域网系统（Profibus,DeviceNet,Modbus,ISBus,TOSLNE,MELPLAC）*1IEGT:电子注入增强栅晶体管*2GCT:门极换流晶闸管*3IGBT:绝缘栅双极晶体管技术融合过程TMdrive系列东芝三菱电机通用电气功率器件GCT/IEGT/IGBT/功率桥装置冷却与绝缘多种组合形式控制PWM/矢量自调整仿真3•高可靠性，采用1700V最新高压IGBT(绝缘栅双极型功率管)•基于丰富的全球供货业绩足以保证高可靠性的运行达到12年的平均无故障时间•整套系统效率高达97.5%（设计值）•尤其在流量控制应用领域，节能效果相当可观•二极管整流确保了功率因数在调速范围内到达95%以上•无需设置功率因数补偿电容器•多电平PWM控制方式，使输出波形与正弦波非常相似（6.6kV变频为13电平）•接近完美正弦的波形使电机无需降容运行，电机无额外的谐波发热•采用多脉冲整流和移相变压器：3.3kV级：18脉冲10kV级：54脉冲6.6kV级：36脉冲11kV级：30脉冲•无需谐波滤波器，满足IEEE-519（1992）和GB14549-1993所规定的高次谐波电流输出限制标准•即使出现300mS以内的电源电压瞬时降低或停电的情况时，变频器也能保持输出继续运转•对于重要的负载来说，提供了安全的保障•同步切换功能可以无中断的切换到工频旁路•可由一台变频器控制多台电机•当把电机的供电由变频切换到工频旁路时，对电网和电机均不产生冲击•变频器内置输入干式隔离变压器，一体化设计•对电机提供更好的保护•简化了安装•低廉的安装成本•直接驱动高压电机。可适配标准同步/异步电机以及其他特殊电机。•无需输出变压器，节省了成本和能源，同时也缩小了对安装场地的要求。全球化的产品满足全球化的需求TMdrive-MVG是通用型高（中）压完美无谐波结构交流变频器，最大容量可达19MVA，电压等级为3/3.3kV,6/6.6kV及10/11kV。融合了日本顶尖的设计和制造工艺，TMdrive-MVG可以完美地驱动原电机或新电机并且满足用户的系统要求。设计特点用户利益4TMdrive－MVG系列高压变频将可靠的控制应用于多样性的工业领域通过模块化的设计，TMdrive－MVG系列的变频器在水泥行业中简化了安装，调试和维护。有了超过12年的平均无故障时间，MVG系列的变频器应用在任何实际领域中都能有稳若磐石（绝对可靠）般的性能。它是全球设计院、用户、水泥厂的总包商们最好的选择。典型应用包括：生料磨机风机，除尘风机预热风机，煤磨风机研磨机回转窑高温风机水泥石油和天然气在石油天然气工业中，MVG系列的变频器能够被无缝地集成到泵站控制系统中，而不需要改动现有电机和接线。完全胜任新建/改造项目，典型应用包括：油泵天然气压缩机各种风机在大型传送带应用中，精确的转矩控制是关键。MVG系列的变频器卓越的矢量控制很好的响应了这种需求。典型应用包括：物料传送装置（含多台电机驱动同一皮带方式）搅拌/研磨机各种水泵各类风机压缩机矿业传统的依靠挡板、阀门等来控制流量的机械方法不仅效率低下，而且维护十分烦琐。MVG系列的变频器提供更可靠，更精确和更有效的直接驱动调速控制。典型应用包括：引风机和送风机一次和二次风机脱硫增压风机锅炉给水泵凝结水泵循环水泵渣浆泵电力在冶金工厂里，需要MVG系列的变频器来驱动大功率、大流量的：煤气风机氧化炉风机一次/二次除尘风机高炉风机除鳞水泵和其他水泵烧结风机物料输送皮带装置冶金5TMdrive-MVG主电路是由一个输入变压器和数个单相PWM变频单元组成.对于6kV,每相6个变频单元能产生13电平的输出电压.控制框图无需速度传感器矢量控制也能提供稳定的速度控制。在要求高精度速度控制或者更高的起动转矩的时候，速度传感器是必需的。简单的开环V/F控制也可以适用。M–+–+े'३୲܈੦ۉୁएጚᄇ໙ۉୁ੦QXN੦Վೕዷ࣮ୟ܈0ೕ୲ᄇ໙ۉუᄇ໙TMdrive-MVG原理结构/NTMdrive-MVG(6kVप)ొՎڇᇮఇෙ၎ۉᇸ61071I{7/107/7lWᅎ၎Վუഗ-ᅞࢅၩأՎೕׂิڦၿհă////////////ܾट࠶ኝୁڇ၎ొՎୁ୳հۉඹՎೕڇᇮM.ෙ၎ۉᇸ61071I{၎:߲ڇᇮ21lWْܾජፇܠዘࣅڦᅎ၎ՎუഗTMdrive-MVG(10kVप)6输入/输出接口输入/输出基板支持编码器脉冲输入，直流24V输入/输出，交流115V输入和标准的模拟量输入/输出。支持各种方式总线。为了方便维护，所有的输入/输出都是连接到一个两片的端子排上。变频单元二极管整流桥IGBTPWM逆变长寿命电力电子专用滤波电容便于维护的可抽拉式模块内部构造图先进变频工艺采用变频器单元多级串联最新的1700V的IGBT是可靠质量和高效率的保证二极管整流桥显著提高了功率因数移相组变压器减低了高次谐波的成份功率单元模块化可抽拉的设计使更换时间最小化输入变压器采用特制的多脉冲移相变压器，二次侧负载多重化技术.这种设计满足了IEEE-519(1992)和和GB14549-1993标准对输入电压和电流的失真要求。主回路电源四种电压级别3~3.3kV，3相，50/60Hz，共9个单元6~6.6kV，3相，50/60Hz，共18个单元10kV，3相，50/60Hz，共27个单元11kV，3相，50/60Hz，共30个单元空气冷却强制风冷系统柜门上有滤网，供通风用气流由下往上冷却排气风扇设在柜顶控制功能一套控制基板对应所有单元主控系统采用东芝大功率电力电子设备专用的32位DSP，具备控制精度高、响应快和超长寿命的特点，拥有以下功能：•速度和转矩调整逻辑输入/输出控制诊断数据收集提供可选本地网络通讯接口7InverterCellModuleThree-phaseSingle-phaseoutputinputDiodebridgerectifierDCbuscapacitorInverterwith1700IGBTs滤波电容变频单元模块单相输出三相输入二极管整流桥IGBT功率器件采用先进绝缘栅双极型功率管，功耗低、效率高。控制板把PWM控制信号传递到门极驱动，门极驱动电路板直接驱动IGBT。滤波电容能平稳和维持直流电压。特别设计的长寿命电力电子专用电容器。散热器独特的散热设计，将热量从散热器传到冷却空气。输入熔丝在三相电压输入端，具有良好的保护性能。可拉出的变频模块每个变频单元包含一个三相二极管整流桥和一组IGBT逆变模块，它们通过直流母线连接。左图是一个单元模块外观,维护时可以方便从架子上抽出，平均修复时间小于10分钟。在同一变频装置中所有的单元都是一样的。下图是单元内部线路图。变频单元由于选用的可靠元器件加上完美的制造工艺保证，无需功率单元旁路设计，则可实现长期可靠运行。第五代三菱IGBT逆变单元及其原理8典型的输入波形3kV级的电流电压输出波形6kV级的电流电压输出波形输入电压输入电流提供清洁电源波形的变频由于使用了多重化绕组的输入变压器，TMdrive-MVG具有多脉冲整流方式。满足IEEE-519(1992)和GB/T14549-1993对高次谐波的严格标准。这不仅大大减小了电源端谐波电流的失真，而且保护了工厂里的其他设备免于滤波影响。完美的输出波形作为多电平PWM控制的结果，输出波形近似的接近正弦波。谐波产生的热损可以忽略不计。另外，电机中的谐波电流被最小化，所以在电机轴上几乎没有脉动转矩产生，避免了在负载端引起共振。更高的效率实际的工厂测试的效率大于97%(设计值)。高效率是因为:采用了1700V的高压第五代IGBT，减少了开关元器件的同时，效率和可靠性都提高了。使用了多电平PWM控制减少了IGBT自身高频开关损失得到更低的开关频率。直接联接电机而无需输出变压器。高的输入功率因数每个变频单元内部都有一个二极管整流桥。这就使得在正常运转速度范围内，输入功率因数能达到95%以上，即使是驱动低功率因数的多极感应电机。有了如此高的功率因数，功率因数补偿也就不需要了。插入值结果20406080100负载百分比2094.7%95.5%95.6%95.7%95.8%4096.6%96.7%96.4%96.2%6096.3%96.4%96.4%8096.1%96.8%10097.1%典型环境下的功率因数例：输入50Hz，6.6kV，容量为6000kVA电流100%75%50%效率97.1%97.2%97.5%不含控制电源和辅助电源典型系统中的输入电流中的谐波成份TMdrive-MVG特点9TMdrive-MVG特点通用的控制板减少用户的成本标准线路图TMdrive-MVGೕ୲4-20mA4-20mAۉऐ܈ਸ࠲ਸ႑ࡽਸ࠲ཌቄ႑ࡽዘࠤቱ႑ࡽሏႜ႑ࡽጚԢዕକ႑ࡽਸ࠲ࢇቄ႑ࡽRUNEMሏႜ0ཕኹ!႑ࡽཕ႑ࡽMዷ࣮ୟۉᇸ4.22lW!܈एጚ႑ࡽ1.21Wई5.31nBૐඐޅऐۉᇸᇑ੦ۉᇸ491051105260551W!ෙ၎lj61071I{电脑设置键盘和显示仪表和接口专用软件DriveNavigator用来配置控制系统,本地和远程监控,动态框图显示,实时显示,根据曲线捕获缓冲,故障诊断,调试.通过以太网可获得10M网速,支持点对点和多点通讯,每个变频都有独立的IP地址.清晰度极高液晶显示屏参数编辑可最多显示四个柱状图控制变频器2路模拟量输出用于电机电流反馈,另外配2路模拟量输出可满足用户化需求参数输入主电源和谐波数据电压:最大11kV，3相，±10%忍受电压最大30%降幅不跳闸，300ms完全失电不停机过载能力125%/1分钟频率:50或60Hz,±5%功率因数：大于0.95,在30~100%转速范围内无需谐波滤波器，满足IEEE-519(1992)对谐波电流的要求上/下进线可选整流类型移相变压器,多脉冲二极管变压器干式风冷变压器低压绕组多重化多级变频单元3/3.3kV变频每相3个单元6/6.6kV变频每相6个单元10kV变频每相9个单元11kV变频每相10个单元对于3/3.3kV和6/6.6kV来说，最高输出频率为120Hz(选项)多电平的输出造就友好的电机波形适用的标准IEC61800-4，JIS，JEC，JEM，CE(选项)，CSA(选项)，GB控制参数和数据可靠保存不丢失，免除了后顾之忧VF控制，有/无速度传感器矢量控制控制电源失电2s内也能保持运行同步切换功能同步电机控制精确的矢量控制和响应速度调节:20弧度/秒频率精度:±0.5%(无速度传感器)转矩响应:500弧度/秒基本保护功能变频器过压，过流保护系统电压过低/丢失电机接地故障电机过载冷却风扇