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希望森蘭科技股份有限公司 陶鼎

摘要：本文主要介紹了森蘭高壓試驗(yàn)電源在高速電機(jī)試驗(yàn)平臺上的應(yīng)用，為高壓變頻技術(shù)在設(shè)備制造業(yè)測試領(lǐng)域提出了新思路。

關(guān)鍵詞：森蘭變頻；高速電機(jī)；測試平臺

1　前言

對于空壓機(jī)、電機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備生產(chǎn)性企業(yè)，需要測試不同設(shè)備的性能，而受目前電網(wǎng)的限制，其供電電壓、供電頻率的固定，造成對設(shè)備制造型企業(yè)多樣化產(chǎn)品生產(chǎn)的制約，例如生產(chǎn)的產(chǎn)品電壓等級不同，需要多配置幾個(gè)變壓器做電源，為測試其性能又需要購買多個(gè)規(guī)格的變頻器做測試，投資成本高、且效率低下。對于這種情況，采用森蘭VFPS系列高壓變頻試驗(yàn)電源，可順利解決現(xiàn)場試驗(yàn)的需求同時(shí)能夠提高現(xiàn)場的測試能力和效率。森蘭VFPS系列高壓變頻試驗(yàn)電源系統(tǒng)具有精度高，操作方便、測試范圍廣泛、節(jié)約試驗(yàn)成本投入等優(yōu)點(diǎn)。

2　項(xiàng)目概況

雷勃電氣集團(tuán)作為大型跨國電氣集團(tuán)，成立于1955年，總部位于美國威斯康辛州。2008年在上海成立中國區(qū)總部，此舉旨在更好地服務(wù)于中國區(qū)客戶群，提供更便捷優(yōu)秀的動力整體解決方案與服務(wù)。目前，整個(gè)中國區(qū)擁有10個(gè)生產(chǎn)制造基地，員工人數(shù)近6,000，產(chǎn)品涵蓋直流電機(jī)、交流電機(jī)、商用壓縮機(jī)密封電機(jī)及驅(qū)動器整體解決方案、工業(yè)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、動力傳動整體解決方案等。

作為國際知名電氣集團(tuán)，雷勃電氣對于產(chǎn)品質(zhì)量、性能有著卓越的追求，不斷提升廠內(nèi)測試能力。經(jīng)半年多的考察，最終選擇森蘭作為合作伙伴共同創(chuàng)建其高速電機(jī)測試平臺。目的在于對全系列電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行測試，包括3kV/4.16kV/6kV/10kV/13.6kV產(chǎn)品以及（0～1000kW/0～100Hz）性能測試需求，并適用于國內(nèi)外市場。

3　系統(tǒng)改造方案

3.1　森蘭VFPS系列高壓變頻試驗(yàn)電源特點(diǎn)

（1）將高壓變頻試驗(yàn)電源串聯(lián)在用戶現(xiàn)場的10kV與高壓電機(jī)之間即可。試驗(yàn)電源的所有部件采用內(nèi)部連線，用戶只須連接380V/6KV/10kV輸入、高壓輸出、AC220V控制電源和控制信號線即可，方便快捷，操作簡單；

（2）試驗(yàn)電源可滿足指定功率等級以下所有3kV/4.16kV/6kV/10kV/13.6kV產(chǎn)品測試，直接拖動需測試負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)約成本和現(xiàn)場空間，提高效率。

（3）該高壓變頻試驗(yàn)電源適應(yīng)于中國用戶電網(wǎng)工況，主電源波動不停機(jī)，具有瞬時(shí)掉電再啟動功能；

（4）輸入功率因數(shù)高達(dá)0.96以上（20%負(fù)荷以上），電網(wǎng)側(cè)不需要添加功率因數(shù)補(bǔ)償裝置；

（5）輸出階梯正弦PWM波形，無須輸出濾波裝置，可接普通電機(jī)；

（6）電流諧波少，滿足國際、國家標(biāo)準(zhǔn)要求，對電網(wǎng)沒有諧波污染；

（7）全中文操作界面，具有無噪音、大容量數(shù)據(jù)存儲、使用壽命長的特點(diǎn)，適應(yīng)于一般操作人員的水平；

（8）可進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)和操作記錄，便于操作人員操作；

（9）高壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠；

（10）希望森蘭作為國產(chǎn)變頻技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)，連續(xù)七年榮獲“國產(chǎn)變頻器第一品牌”榮譽(yù)，是變頻器行業(yè)唯一即獲得“中國名牌”產(chǎn)品稱號，又獲得“中國馳名商標(biāo)”的企業(yè)，森蘭變頻器在同行業(yè)的同類產(chǎn)品上具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。

3.2　變頻電源方案設(shè)計(jì)

面對復(fù)雜的客戶需求，高難度的設(shè)計(jì)需要，森蘭與用戶方相關(guān)技術(shù)專家進(jìn)行了近半年的現(xiàn)場調(diào)研交流論證，結(jié)合多年豐富的試驗(yàn)電源應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),最終確認(rèn)了一套最切合現(xiàn)場實(shí)際的解決方案（如圖1所示），同時(shí)全程提供技術(shù)支持，指導(dǎo)用戶現(xiàn)場完成整個(gè)系統(tǒng)電源系統(tǒng)改造。

圖1 變頻電源設(shè)計(jì)方案示意圖

此方案為一拖一的典型方案，QS1、QS2為隔離開關(guān)。隔離柜作用：方便檢修時(shí)有明顯的斷點(diǎn)，確保人身和設(shè)備的安全。

試驗(yàn)電源功能：系統(tǒng)通過森蘭獨(dú)有的電源控制系統(tǒng)，為試驗(yàn)平臺提供3kV、4.16kV、6kV、10kV、13.6kV輸出的電源，頻率0～100Hz，滿足用戶測試需求。試驗(yàn)電源和上級高壓開關(guān)柜QF有閉鎖，在試驗(yàn)電源故障時(shí)，會聯(lián)跳上級高壓開關(guān)柜。

3.3　實(shí)施效果

試驗(yàn)電源投運(yùn)后，現(xiàn)場則取得了明顯的效果，受到了現(xiàn)場的一致好評，主要解決了現(xiàn)場幾大問題：

（1）電網(wǎng)容量不足，測試范圍有限，大功率產(chǎn)品無法測試。

（2）提高了系統(tǒng)測試能力，開拓了變頻高速電機(jī)測試先河。

（3）縮減了大量測試設(shè)備成本投入，并提高了測試效果。

（4）自動化水平提高，控制更為方便。

測試現(xiàn)場如圖2所示。

圖2 測試現(xiàn)場

4　結(jié)論

高壓變頻試驗(yàn)電源，作為基于高壓變頻技術(shù)的創(chuàng)新型應(yīng)用，在設(shè)計(jì)研發(fā)方面有著很大的挑戰(zhàn)性，對于應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的要求也非常之高，森蘭作為國產(chǎn)第一品牌的保持者，始終堅(jiān)持創(chuàng)新研發(fā)，在高壓試驗(yàn)電源領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，先后應(yīng)用于各類生產(chǎn)制造型企業(yè)，充分證明了森蘭在變頻相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域有著深層次的研究，森蘭人也在以不屈不撓的創(chuàng)新精神迎接機(jī)遇與挑戰(zhàn)，為國產(chǎn)高壓變頻技術(shù)的發(fā)展不斷開拓創(chuàng)新。

作者簡介：

陶鼎，男，云南曲靖人，畢業(yè)于成都大學(xué)自動化專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)任希望森蘭科技股份有限公司技術(shù)工程師，長期從事于高壓變頻器在各類工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用研究。

摘自《自動化博覽》2017年4月刊