羅克韋爾自動化中壓變頻器產(chǎn)品介紹

1、(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2011 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.1羅克韋爾自動化中壓變頻器產(chǎn)品羅克韋爾自動化中壓變頻器產(chǎn)品介紹介紹(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.2Agenda 1. RA MV BU Capability2. RA MV Drive Character3. MV Drive Energy

2、 Saving4 . Intelligent Motor Control Our Medium Voltage Experience3 Medium Voltage Starters and Drives Headquartered in Cambridge, Ontario, CanadaGlobal mandate for MV products and applications (2.3 kV 15 kV)MV starters & MV soft starters are all developed, engineered, manufactured, and tested i

3、n Cambridge.MV Drives are produced primarily in Cambridge (1985)Harbin, China focused on the Asia-Pacific market (2005)Poland for the EMEA market ( 2008)400,000 ft2 (37,000 m2) production facilities in both Canada and ChinaWorld class testing facilityApproximately 900 employeesMV Business Shipment e

4、stimate for 09 $250 MISO 9001 and 14001 registered4Canadian FacilityChinese FacilityPoland FacilityWorld Class Products One Source LV MCCMV MCCIsolation XFMRLV & MV MotorsMV SMCLV & MV DrivesPCHLV SMCPowerFlex 7000 Product Portfolio General purpose stand-alone MV VFD Controls speed, torque,

5、direction, starting and stopping of induction or synchronous motors Global standards compliance IEC / NEMA / UL / CSA 2300 6900V Air-cooled versions:“A” Frame (up to 160A)“B” Frame (heat sink to 430A / heat pipe to 720A) Liquid-cooled version:“C” Frame (up to 657A) Focus on high reliability, ease of

6、 use, and lowest total lifecycle costs Target audience: Industrial / Commercial Users Consultants / EPCs System Integrators Original Equipment Manufacturers6“A” Frame“B” Frame“C” Frame“A” Frame(low-power air-cooled)“B” Frame (mid-power air-cooled / heat sink)“C” Frame (liquid-cooled)“B” Frame (high-

7、power air-cooled / heat pipe)7HiHP MV DriveThe Parallel Drive configuration allows the PowerFlex 7000 to be applied on applications ranging up to 34,000 hp 25,400 kW while utilizing existing, proven PowerFlex 7000 technology: The PowerCage - 5 minute mean time to repair Virtually unlimited motor cab

8、le length without filtering or de-rating Option to reduce control room air conditioning cost using liquid-cooled designs and outdoor isolation transformers8Medium Voltage Product Overview The main elements of a reduced voltage solid-state unit are: Power bus compartment Line isolation switch & M

9、V power fuses Control power transformer Main and bypass vacuum contactors (including IntelliVAC module for control) SMC Flex control module (including DPI communication) & interface board SCR power stack assemblies Voltage feedback board Fiber optic gate drive signals Current CTs (for three phas

10、es) Pilot devices for control Motor protection device (optional)MMain ContactorIsolationSwitch & Power FuseBypassContactorCurrent TransformersSCR PowerStack AssemblySMC FlexBulletin 1562EVoltage(50/60 Hz)Maximum Output Ratings HP (kW)200 Amp Unit400 Amp Unit600 Amp Unit2,400800 (600)1,500 (1100)

11、2,750 (2050)3,3001,000 (750)2,250 (1700)4,000 (3000)4,1601,250 (950)2,750 (2050)4,500 (3350)6,6002,250 (1675)4,500 (3350)7,500 (5600)6,9002,500 (1900)5,000 (3350)7,500 (5600)MV SMC-Flex Softstarter Power RatingsOneGear 15kV SMC Overview - Ratings10,0002,200 3,0004,750 6,5008,00011,00011,0002,5003,25

12、05,300 7,0009,000 12,00013,8003,150 4,0006,700 9,00011,000 15,000kWHPkWkWHPHPOneGear 10-15kV SMC Flex Family11Certification IEC 62947-1 IEC 622271-1 IEC 622271-200 Annex ACSA Special Inspection for North American MarketsRatings Current 160, 340, 580 Amps Short Circuit and Bus Bracing 31.5 kA Arc Res

13、istant Protection 31.5 kA, 0.5 sec.OEM Controller 7761Complete Controller 7762/63Retrofit Controller 7760OneGear 13.8 kV SMC Flex Soft Starter12Line Cable SectionStart ControllerBypassControllerPower Converter Incoming CablesMotor CablesAdditional MCCs / SMCsPower Bus Located in Upper Rear SectionAd

14、ditional MCCs / SMCs(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.13Agenda 1. RA MV BU Capability2. RA MV Drive Character3. MV Drive Energy Saving4 . Intelligent Motor Control產(chǎn)品特點之一產(chǎn)品特點之一高品質(zhì)的保證高品質(zhì)的保證 變頻器的核心變頻器的核心電力電子元器件的發(fā)展過程電力電子元器件的發(fā)展過程6500V, 800A

15、SGCT & Gate Drive SGCT：綜合性能指標最好的中壓變頻功率開關(guān)器件綜合性能指標最好的中壓變頻功率開關(guān)器件變頻器的比較，實際就是功率元件的比較！變頻器的比較，實際就是功率元件的比較！技術(shù)特點之二技術(shù)特點之二真正意義上的高真正意義上的高-高方案高方案可靠性高可靠性高PowerFlex 7000 6KV功率結(jié)構(gòu)：功率結(jié)構(gòu)：18脈沖技術(shù)方案脈沖技術(shù)方案電機6KV PWM逆變器逆變器 (18只只SGCT)6KV 18脈沖整流器脈沖整流器 (18只只SCR)6KV輸出輸出6KV /3*2.1kV 6KV輸入輸入可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計: 功率變換結(jié)構(gòu)最簡單功率變換結(jié)構(gòu)最簡單, 故障點

16、最少，無熔絲設(shè)計，故障點最少，無熔絲設(shè)計，采用綜合性能指標最好的采用綜合性能指標最好的SGCT, 電壓和電流設(shè)計裕量高達電壓和電流設(shè)計裕量高達3倍！倍！PowerFlex7000 雙雙PWM雙雙PWM變頻器變頻器-整個調(diào)速范圍內(nèi)，功率因數(shù)為整個調(diào)速范圍內(nèi)，功率因數(shù)為1-輸入滿足輸入滿足GB/T14549要求要求無需進出線變壓器無需進出線變壓器 性能更優(yōu)越性能更優(yōu)越多電平變頻器多電平變頻器 6KV 9電平技術(shù)Scope of ACS 5000COUAuxiliariesControlUPS PowerSupplyAuxiliary Power SupplyMotorIM1U 1V 1WOptio

17、ns forcontrol Interface:- Tacometer- Winding Temp /FLT/Alarm- Bearing Supervision /FLT/Alarm- Cond. Water Det.- Space Heater FB- Cooling Fans FBTMain Power Supply Control Interface Options:- Oil level Alarm- Overtemp /FLT/Alarm- Gas relay /FLT/Alarm- Transformer supervision FLT/AlarmMCB (Standard)(P

18、re)TripOpen/Close采用采用“VSI低壓功率單元串聯(lián)疊加方案低壓功率單元串聯(lián)疊加方案” ？6KV小功率結(jié)構(gòu)：小功率結(jié)構(gòu)：36脈沖整流脈沖整流3H-Bridge1-13H-Bridge2-23H-Bridge1-23H-Bridge1-33H-Bridge2-13H-Bridge2-33H-Bridge3-13H-Bridge3-23H-Bridge3-3M3H-Bridge1-13H-Bridge2-23H-Bridge1-23H-Bridge1-33H-Bridge2-13H-Bridge2-33H-Bridge3-13H-Bridge3-23H-Bridge3-36KV /

19、18*630V 54根動力電纜根動力電纜MotorVoltageMotorCurrent中 央 控 制 系 統(tǒng)中 央 控 制 系 統(tǒng)630V功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)單 元 控 制 板單 元 控 制 板光 纖 連 接光 纖 連 接中 央 控 制 系 統(tǒng)中 央 控 制 系 統(tǒng)630V功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)單 元 控 制 板單 元 控 制 板光 纖 連 接光 纖 連 接中 央 控 制 系 統(tǒng)中 央 控 制 系 統(tǒng)630V功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)單 元 控 制 板單 元 控 制 板光 纖 連 接光 纖 連 接中 央 控 制 系 統(tǒng)中 央 控

20、 制 系 統(tǒng)630V功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)功 率 單 元 結(jié) 構(gòu)單 元 控 制 板單 元 控 制 板光 纖 連 接光 纖 連 接630V/690V630V/690V功率單元功率單元 36/3036/30脈沖整流脈沖整流 5454根根/45/45根動力電纜根動力電纜降檔480V480V功率單元功率單元 4242脈沖整流脈沖整流 6363根動力電纜根動力電纜升檔1250V功率單元 18脈沖整流 27根動力電纜 無熔絲設(shè)計，無電解電容元器件減少，可靠性提高！元器件減少，可靠性提高！熔絲熔絲電解電容電解電容采用采用“VSI低壓功率單元串聯(lián)疊加方案低壓功率單元串聯(lián)疊加方案” ？ 6KV大功率結(jié)構(gòu)大功率結(jié)

21、構(gòu)M 360 Power Semiconductors 108 Diodes108 Fuses (54 Power, 54 Control)270 Electrolyte Capacitors中壓變頻拓補結(jié)構(gòu)比較中壓變頻拓補結(jié)構(gòu)比較PowerFlex 7000 PWM SGCT 逆變開關(guān)器件數(shù)量低功率系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單VSI-PWM 三電平三電平 MV IGCT 或 MV IGBT逆變開關(guān)器件數(shù)量居中需要串并聯(lián)二極管，功率系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜VSI-PWM 多電平多電平 ( (單元串聯(lián)單元串聯(lián)) ) LV IGBT逆變開關(guān)器件數(shù)量極多非常復(fù)雜的功率系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及變壓器機構(gòu) 簡單簡單復(fù)雜復(fù)雜非常復(fù)雜非常復(fù)雜技術(shù)特

22、點之三技術(shù)特點之三不污染電網(wǎng)！不污染電網(wǎng)！輸入波形好輸入波形好 不污染不污染電網(wǎng)電網(wǎng)輸入側(cè)諧波直接滿足輸入側(cè)諧波直接滿足IEEE 519-1992IEEE 519-1992及及GB/T 14549GB/T 14549標準要求標準要求且不增加系統(tǒng)的復(fù)雜性且不增加系統(tǒng)的復(fù)雜性200ms210ms220ms230ms240ms250msTimev(bg1)+v(bg2)+v(bg3)10KV0V-10KVv(ia)400V0V-400V18.cctDate/Time run: 31/03/98 15:28:09Temperature: 27.0Line CurrentTHD 4%Line Volta

23、geTHD 3%18脈沖整流器輸入波形整流器脈沖數(shù)整流器脈沖數(shù)電流諧波次數(shù)電流諧波次數(shù)5711131719232560.1750.110.0450.0290.0150.0090.0090.008120.0260.0160.0450.0290.0020.0010.0090.008180.0260.0160.0070.0040.0150.0090.0010.001240.0260.0160.0070.0040.0020.0010.0090.008360.0260.0160.0070.0040.0020.0010.0090.008技術(shù)特點之四技術(shù)特點之四善待電機！善待電機！輸出波形好輸出波形好 善待

24、電機善待電機 整個調(diào)速和負載范圍近似正弦的電壓電流波形無無dv/dt, di/dt近似正弦波形，不會產(chǎn)生電機發(fā)熱和絕緣損傷 消除共模電壓對電機絕緣的影響 與普通電機配合感應(yīng)電機或同步電機不降容 不需變頻電機新或改造項目之應(yīng)用 無限制的電機電纜長度電纜可長達15公里無電容耦合或 dv/dt 問題 安靜平穩(wěn)的電機運行高質(zhì)量的電流/電壓波形低力矩脈動與 IGBT變頻相比可降低開關(guān)頻率CSI PowerFlex 7000電機 電流電機 電壓技術(shù)特點之五技術(shù)特點之五快速響應(yīng)負荷變化！快速響應(yīng)負荷變化！特別適合下坡皮帶，緊急制動等場合特別適合下坡皮帶，緊急制動等場合技術(shù)特點之六技術(shù)特點之六滿足不同客戶需要

25、！滿足不同客戶需要！靈活的隔離變壓器配置靈活的隔離變壓器配置MVFD10kV/6kV 國產(chǎn)斷路器或接觸器開關(guān)6kV PowerFlex 7000中壓變頻器國產(chǎn)18 脈沖隔離變壓器6kV電機無需變壓器的無需變壓器的雙雙PWM變頻器變頻器產(chǎn)品特點之七產(chǎn)品特點之七使用方便！使用方便！友好的用戶界面友好的用戶界面 直觀直觀, ,信息量大信息量大, ,操作方便操作方便 PV550操作員終端,屏幕顯示 16 行, 每行40 字符的LCD顯示 向?qū)С绦?提示用戶設(shè)置，操作和故障診斷 對話式系統(tǒng)啟動程序 棒形 LCD 顯示 速度 負荷 電壓 電流 自整定 多種調(diào)試模式 趨勢跟蹤中中/英文界面英文界面任意切換！

26、任意切換！專利功率結(jié)構(gòu)專利功率結(jié)構(gòu) 維護方便維護方便 模塊化整流模塊化整流/ /逆變單元逆變單元 降低了制造時間降低了制造時間/ /成本成本 容納整體整流容納整體整流/ /逆變橋臂逆變橋臂 統(tǒng)一的整流統(tǒng)一的整流/ /逆變設(shè)計逆變設(shè)計 緊湊的結(jié)構(gòu)緊湊的結(jié)構(gòu) 高效率散熱器高效率散熱器 增強熱傳遞效果增強熱傳遞效果 降低熱損傷降低熱損傷 快速的故障功率器件更換快速的故障功率器件更換 無需專用設(shè)備無需專用設(shè)備 擰松緊固螺母即刻抽出擰松緊固螺母即刻抽出SGCTSGCT和門驅(qū)動器和門驅(qū)動器 更換時間小于更換時間小于5 5分鐘分鐘 更換模塊而不是整個機架，更換模塊而不是整個機架， 降低備件成本降低備件成本E

27、poxy HousingHigh Efficiency Heatsink ExtrusionSGCT with Integrated Gate Drive Circuit BoardThermally Compensated Clamp Assembly除了可靠的產(chǎn)品除了可靠的產(chǎn)品完善的服務(wù)完善的服務(wù)MV 測試中心測試中心, Cambridge, 加拿大加拿大 北美最大的變頻測試中心(829平方米) 9個測試站 60臺MV柜, 72臺MV開關(guān), 91臺MV接觸器, 3臺逆變變頻器及2臺測試變頻器 9臺MV電機,總?cè)萘?6,650 hp 6臺變壓器, 總?cè)萘?5,260 kVA定位行業(yè)及應(yīng)用定位

28、行業(yè)及應(yīng)用石化石化管線泵電潛泵注水泵空壓機鹽鹵水泵混合機/擠壓機引風機鍋爐給水泵水泥水泥爐窯引風機送風機冷卻風機加熱塔風機原料磨引風機窯氣風機冷卻器排風機分離器風機包裝車間風機造紙造紙鍋爐給水泵引風機打漿機主軸傳動水及污水處理水及污水處理給排水泵污水泵生物處理塔泵水處理泵凈水泵其他其他實驗臺風洞混合器橡膠混合機礦山及冶金礦山及冶金漿泵排風扇除磷泵傳送帶包裝車間風機循環(huán)供水泵電廠電廠送風機引風機鍋爐給水泵循環(huán)泵灰漿泵壓縮機(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights

29、 reserved.38Agenda 1. RA MV BU Capability2. RA MV Drive Character3. MV Drive Energy Saving4 . Intelligent Motor Control39我國能源面臨的問題我國能源面臨的問題我國能源面臨的問題人均能源資源相對不足,資源質(zhì)量較差,探明程度低。 人均煤炭探明可采儲量僅為世界人均平均值的1/2,石油僅為1/10能源生產(chǎn)消費以煤為主。 原煤在能源消費結(jié)構(gòu)中所占比重為75.6%,給環(huán)境保護帶來極大壓力能源工業(yè)技術(shù)水平低下,勞動生產(chǎn)率較低。 我國煤炭工業(yè)職工總數(shù)占世界52%,但煤炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量21.

30、5%,人均年產(chǎn)煤量僅為世界其他產(chǎn)煤國總計的人均年產(chǎn)煤量的1/5能源資源分布不均,交通運力不足,制約能源工業(yè)發(fā)展。 能源資源西富東貧,給能源運輸帶來壓力,運力不足造成煤炭積壓,制約煤炭工業(yè)發(fā)展,也造成電力供應(yīng)不足能源供需形式依然緊張。 能源缺口大,拉閘限電,成品由價格上漲,煤炭供應(yīng)不足能耗水平高,能源利用率低下。 能源系統(tǒng)的總效率不及發(fā)達國家的一半,工業(yè)產(chǎn)品單耗比工業(yè)發(fā)達國家高出30%90%能源環(huán)境問題日趨嚴重,制約經(jīng)濟社會發(fā)展。 以城市為中心的環(huán)境污染日趨嚴重,并開始向農(nóng)村蔓延,生態(tài)破壞的范圍繼續(xù)擴大Copyright 2008 Rockwell Automation, Inc. All ri

31、ghts reserved.40% Flow70%100%HeadControl by Valve / DamperEnergy usedEnergy usedBCAEnergy usedHow Energy is Saved on Pumps and FansPump/Fan running at 80% speed with VFD, only consumes 50% of energy!Pump/Fan running at 70% speed with VFD, only consumes 34% of energy!Pump curveSystem curveControl by

32、a DriveCopyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.41離心風機/泵電機轉(zhuǎn)速與流量、壓力、耗能的關(guān)系Q1Q2=N1N2流量 電機轉(zhuǎn)速H1H2=N1N2壓力2P1P2=N1N23耗能Centrifugal Pump/Fan Chart0%50%100%0%50%100%RPMFlowHeadInput PowerCopyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.4220406080100120140160020406080100120% Fl

33、ow% PressureFan/PumpProcessFeedbackTo ProcessValve截流控制20406080100120140160020406080100120% Flow%PressureFan/PumpTo ProcessProcessFeedback變頻控制截流控制截流控制 vs. 變頻控制變頻控制20406080100120140160020406080100120% Flow% InputPower(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2010 Rockwell Automation, Inc. All rig

34、hts reserved.43Agenda 1. RA MV BU Capability2. RA MV Drive Character3. MV Drive Energy Saving4 . Intelligent Motor Control(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2011 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.44Power Control VisualizationControlLogix & SWIntelligent Motor Control CIPI

35、nformationSimultaneous real-time control, configuration and data acquisition . Integrated Architecture is our differentiatorEtherNet/IPCopyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.45The benefits of Intelligent Motor Control What you can achieve with INTEGRATEDARCHITECTURE and INTELLIGENT MOTOR C