I. Aufbau des Hochspannungs-Frequenzumrichtersystems der HARSVERT-VA-Serie: Das Hochspannungs-Frequenzumrichtersystem der HARSVERT-VA-Serie nutzt die mehrstufige Serienschaltung der Leistungseinheiten und gehört zur Kategorie der Hochspannungs-Frequenzumrichter. Der Frequenzumrichter besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: Phasenschiebertransformator, Leistungsmodul und Steuerung. In der Praxis werden zusätzlich Bypass- und Schaltschränke eingesetzt. Eingangsseitig des Frequenzumrichters sorgt ein mehrstufiger Phasenschiebertransformator für galvanische Trennung und Oberwellenunterdrückung. Eine Leistungsfaktorkorrektur oder Oberwellenunterdrückung ist nicht erforderlich. Durch die Anwendung der Mehrpuls-Gleichrichtungstechnologie erfüllen die netzseitigen Oberwellen des Frequenzumrichters die Normen IEEE 519-1992 und GB/T 14549-93. Am Ausgang des Frequenzumrichters werden mehrere Phasenschieber-PWM-Wellenformen der Leistungseinheiten in Reihe geschaltet, um eine mehrstufige Hochspannung zu erzeugen. Dies führt zu geringeren Oberwellen, niedrigerer Gleichtaktspannung und niedrigerer Spannungsanstiegsgeschwindigkeit (dv/dt) in der Ausgangsspannung. Es ist kein zusätzliches Ausgangsfiltergerät erforderlich, und die Motorisolierung oder Lager werden nicht beschädigt. Das System kann gängige Kurzschlussläufer-, Schleifringläufer-Asynchronmotoren und Synchronmotoren direkt ansteuern. Abbildung 1 zeigt beispielhaft den Aufbau des Frequenzumrichtersystems für ein 10-kV-System. Der DSP-Controller, der neue integrierte Computer und die SPS bilden zusammen das Steuerungs- und Signalverarbeitungssystem des Frequenzumrichters. Diese drei Komponenten arbeiten koordiniert zusammen, um eine optimale Regelungsleistung für das Drehzahlregelungssystem zu erzielen. II. Überblick über die HARSVERT-VA-Serie: Dank des Einsatzes von Hochleistungs-DSP-Chips und eines neuen integrierten Computers sowie der Beibehaltung der hervorragenden Eigenschaften der HARSVERT-A-Serie – wie perfekte Oberwellenunterdrückung, hohe Zuverlässigkeit, breiter Leistungs-/Spannungsbereich und flexible Steuerungsschnittstellen – bieten die sensorlosen Vektorregelungs-Hochspannungs-Drehzahlregler der HARSVERT-VA-Serie einen größeren Funktionsumfang und eine höhere Leistungsfähigkeit in der Hochspannungs- und Hochleistungs-Wechselstromantriebssteuerung. Die Leistungsmerkmale der sensorlosen Vektorregelungsprodukte der HARSVERT-VA-Serie sind derzeit: Drehzahlbereich 100:1, stationäre Drehzahlgenauigkeit 0,5 %, dynamische Drehmomentansprechzeit unter 200 ms und Anlaufdrehmoment 150 % des Nenndrehmoments. Damit entspricht die Serie im Wesentlichen internationalem Spitzenniveau. Das Hochspannungs-Frequenzumrichtersystem der HARSVERT-VA-Serie bietet derzeit folgende Funktionen: Konstantspannungs-Frequenzverhältnisregelung. Das herausragendste Merkmal dieser Regelungsmethode ist ihre Einfachheit und die unkomplizierte Implementierung. Daher wird sie von den meisten Frequenzumrichterherstellern in China zur Motorsteuerung eingesetzt. Für die meisten Anwendungen, bei denen die Anforderungen an Drehmomentansprechverhalten und Regelgenauigkeit nicht hoch sind, wie beispielsweise bei Lüfter- und Pumpenlasten, erfüllt sie die allgemeinen Anwendungsanforderungen. Die sensorlose Vektorregelung macht komplexe und wartungsintensive Drehzahlmessgeräte überflüssig. Der Wechselrichter der HARSVERT-VA-Serie benötigt lediglich die Erfassung der dreiphasigen Ausgangsspannung und des zweiphasigen Stroms, um die Fluss- und Drehmomententkopplungsregelung des Asynchronmotors anhand eines vordefinierten Motormodells durchzuführen. Dies ermöglicht den Anlauf und Betrieb von Lasten mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment. Für Anwendungen, die eine höhere Drehzahl- und Drehmomentgenauigkeit erfordern, kann die Regelgenauigkeit des HARSVERT-VA-Wechselrichters mit geschlossenem Regelkreis und Vektorregelung durch den Einsatz eines Drehzahlsensors weiter verbessert werden. Die automatische Motorparameteroptimierung erfordert die Erfassung der Widerstands- und Induktivitätsparameter von Stator und Rotor, um die Vektorregelung zu realisieren. Der Wechselrichter der HARSVERT-VA-Serie kann automatisch Stillstands- und Leerlauftests an Asynchronmotoren durchführen, um die Motorparameter automatisch zu optimieren. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Motorwelle vor der automatischen Motorparameteroptimierung von der Last getrennt werden muss. Darüber hinaus muss der Motor während der Tests mehrmals gedreht werden; daher dürfen keine manuellen Eingriffe am Motor vorgenommen werden. Automatischer Neustart nach Hochspannungsausfall: In manchen Anwendungsszenarien kann es im Hochspannungsnetz, das den Frequenzumrichter versorgt, zu kurzzeitigen Spannungseinbrüchen oder -ausfällen kommen. Um Produktionsunterbrechungen zu minimieren, können die Produkte der HARSVERT-VA-Serie die aktuelle Motordrehzahl automatisch und schnell erkennen und nachführen und den Normalbetrieb wiederaufnehmen, sobald die Hochspannung innerhalb einer festgelegten Zeitspanne wiederhergestellt ist. Dauert der Stromausfall länger als die festgelegte Zeit, schaltet der Frequenzumrichter automatisch in den Standby-Modus. Drehstart: Dreht sich der Motor unter Last noch oder sogar in die entgegengesetzte Richtung, kann der Frequenzumrichter die Motordrehzahl erkennen und nachführen und die Last mit der eingestellten Frequenz ansteuern. Einzelmodul-Bypass-Funktion: Die Frequenzumrichter der HARSVERT-VA-Serie nutzen ein Einzelmodul-Bypass-Verfahren. Der neue Regelalgorithmus gewährleistet eine symmetrische Dreiphasen-Netzspannung bei maximaler Ausgangsleistung und minimiert so Produktionsunterbrechungen. Bypass auf gleicher Ebene: Dieses Verfahren ist einfach zu implementieren und verwendet einen simplen Algorithmus. Es wird häufig von inländischen Frequenzumrichterherstellern eingesetzt. Im Vergleich zum Bypass auf gleicher Ebene ist der Einzelmodul-Bypass-Algorithmus komplexer und schwieriger zu implementieren, maximiert aber die Ausgangsleistung des Frequenzumrichters. Am Beispiel eines fünfstufigen Serien-Frequenzumrichters beträgt die maximale Ausgangsleistung des Systems ohne Bypass 100 % der Netzspannung. Die folgende Tabelle vergleicht die maximale Ausgangsleistung der Netzspannung bei zwei Bypass-Methoden. Der Frequenzumrichter der HARSVERT-VA-Serie eignet sich zur Drehzahlregelung von Synchronmotoren und verfügt über eine Leistungsfaktorkorrektur im geschlossenen Regelkreis. Er passt den Erregerstrom automatisch an, um den Betrieb des Synchronmotors mit dem vom Benutzer eingestellten Leistungsfaktor zu gewährleisten. Bis zu zehn Leistungseinheiten können in Reihe geschaltet werden. Je nach Anforderung ermöglicht der Frequenzumrichter der HARSVERT-VA-Serie Reihenschaltungen von 4 bis 10 Leistungseinheiten, deckt Spannungsbereiche von 3 bis 11 kV ab und kann Motorleistungen bis zu 5000 kW ansteuern. Die Echtzeit-Anzeige und -Überwachung von Systemstatusvariablen umfasst: Eingangs- und Ausgangsspannung, Strom, Wirkleistung, Blindleistung, Leistungsfaktor, Motordrehzahl, Mehrpunkt-Temperaturanzeige, Frequenzumrichterstatus usw. Neben der Anzeige gängiger Parameter wie Spannung, Strom, Leistung und Temperatur verfügt die Überwachungsschnittstelle über eine Software-Oszilloskopfunktion für die Fehlersuche und Überwachung vor Ort. Umfassende Motor- und Wechselrichterschutzfunktionen gewährleisten einen kontinuierlichen und zuverlässigen Anlagenbetrieb. Die mehrsprachige Touchscreen-Überwachungsschnittstelle in Industriequalität bietet historische Aufzeichnungen, einschließlich Fehleralarm- und Betriebsereignisprotokollen. Die integrierte SPS mit flexibler Erweiterung digitaler und analoger E/A-Schnittstellen ermöglicht die PID-Regelung von Prozessvariablen. Verschiedene industrielle Feldbus-Kommunikationsprotokolle wie Profibus und Modbus werden unterstützt. III. Anwendungsszenarien der HARSVERT-VA-Serie: Dank ihrer umfangreichen Funktionalität und flexiblen Motorsteuerungsmethoden eignet sich die HARSVERT-VA-Serie für die meisten Anwendungen zur Drehzahlregelung von Wechselstrom mit hoher Leistung im Hoch-, Mittel- und Niedrigspannungsbereich. Die HARSVERT-VA-Serie findet breite Anwendung in Branchen wie Energiewirtschaft, Metallurgie, Petrochemie und Wasserversorgung, beispielsweise für Ventilatoren, Pumpen und Kompressoren. Sie eignet sich auch für langsam laufende, drehmomentstarke Lasten oder Anwendungen mit hohem Anlaufdruck, wie Kugelmühlen und Förderbänder. Die automatische Erregerfunktion der HARSVERT-VA-Serie ist besonders für Synchronmotoren geeignet. Mit der in Kürze verfügbaren Energierückkopplungseinheit bietet die HARSVERT-VA-Serie zudem eine hervorragende Regelungsleistung für energierückgekoppelte Lasten wie Förderanlagen und Winden im Bergbau. IV. Kompatibilität mit Produkten der HARSVERT-A-Serie: Für das Upgrade von der HARSVERT-A-Serie auf die HARSVERT-VA-Serie ist eine neu entwickelte Spannungsmessschaltung erforderlich. Außerdem muss der Steuerkasten der HARSVERT-A-Serie durch einen DSP-Steuerkasten ersetzt werden, um das neue Steuerungssystem zu integrieren. Die DSP-Steuerungsschnittstelle muss in der Mensch-Maschine-Schnittstellen-Überwachungssoftware des integrierten Computers ausgewählt und die entsprechenden Parameter eingestellt werden. Das SPS-Programm ist vollständig kompatibel. V. Fazit: Da immer mehr sensorlose Hochspannungs-Frequenzumrichter der HARSVERT-VA-Serie unter verschiedensten Betriebsbedingungen stabil arbeiten, profitieren immer mehr Anwender von den fortschrittlichen Funktionen und der einfachen Bedienung dieser Produkte. Dies beweist, dass die in meinem Land eigenständig entwickelte, leistungsstarke sensorlose Hochspannungs-Frequenzumrichter-Serie HARSVERT-VA mit führenden internationalen Unternehmen mithalten kann. Wir sind zuversichtlich, dass die sensorlose AC-Frequenzumrichter-Serie HARSVERT-VA einen noch größeren Beitrag zur industriellen Elektroautomatisierung in meinem Land leisten wird.