一、產品構成

啟動柜

當變頻器適配電機功率≥1800kW時，系統增配啟動柜。啟動柜可以有效抑制變壓器上電瞬間的激磁涌流，防止引起上級電源柜速斷保護裝置動作，還可以為單元直流電容預充電。

啟動柜中配置啟動電阻，可降低上電產生的沖擊電流。不同容量變頻器啟動電阻阻值及功率有所不同，預充電后，按照設定程序，通過真空接觸器短接電阻。

 變壓器

隔離變壓器為干式變壓器，采用強迫風冷：原邊為星形接法，與進線高壓直接相連或通過啟動柜相連；副邊繞組為延邊三角形接法，繞組間有固定的相位差，通過電抗器為功率單元提供電源。

變壓器配有溫控儀，控制系統通過溫控儀實時監控變壓器繞組溫度：當變壓器繞組溫度較高時，系統發出輕故障報警并開啟變壓器底部風機；當溫度超過報警或跳閘設定值時，系統發出輕故障報警或跳閘信號。

功率單元

功率單元輸入端與電抗器相連后接變壓器二次線圈的三相低壓輸出。當變頻器適配電機功率小于1800kW時，功率單元增加緩沖環節，用以單元預充電限流及保護輸入側IGBT。

當變頻器適配電機功率超過或等于1800kW時，取消單元緩沖環節，由啟動柜實現單元預充電限流及保護輸入側IGBT功能，因此功率單元與電抗器直接相連。

HIVERT-Y(T)VF系列產品理論具備100%額定功率的能量回饋能力。功率單元利用IGBT進行同步整流：同步整流控制器實時檢測單元輸入電壓幅值及相位，通過控制整流側IGBT所產生的電壓與單元輸入電壓的相位差，從而控制電功率在電網與功率單元之間的流向——單元電壓相位超前，功率單元將電能回饋給電網，反之電功率由電網注入功率單元。

電功率的大小及流向由單元電壓決定。就同步整流而言，整流側相當于一個穩壓電源，相位差偏差通過矢量控制算法、PID調節生成。

控制系統

控制系統由控制器、接口板和人機界面（包括柜門按鈕等）組成。

HIVERT-YVF系列變頻器采用轉子帶速度反饋的矢量控制技術。在轉子磁場定位坐標下，電機定子電流分解成勵磁電流與轉矩電流。維持勵磁電流不變，控制轉矩電流也就控制了電機轉矩。電機轉速采用閉環控制。實際運行中給定轉速與實際轉速的差值通過PID調節生成轉矩電流iT*。經過矢量變換將iT*、iM*與實際反饋回的勵磁電流iM轉矩電流iT相比較，經過空間矢量控制，最終生成三相電壓驅動信號。

HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統的解耦, 速度給定（頻率給定）與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經PI調節后輸出轉矩電流給定iqref；idref勵磁電流給定是根據系統的動態需要進行調整其值根據不同的電機和負載得出的經驗值。

電機三相電流反饋ia、ic經傳感器采樣，然后再根據轉子位置電氣角度θ進行Clarke變換，變換后輸出ialpha、ibeta；ialpha、ibeta經Park變換輸出id、iq；id、iq值與給定值iqref、idref求誤差，進行PI調節后輸出Vsqref、Vsdref；Vsqref、Vsdref和轉子位置電氣角度θ經過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta；Valpha、Vbeta經過Clarke逆變換輸出電機定子三相電壓Va、Vb、Vc值；三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM（脈寬調制）的比較值比較輸出PWM波形到逆變器從而驅動電機旋轉。

二、產品原理

合康礦井提升機用四象限高壓變頻器有HIVERT-YVF和HIVERT-TVF兩種系列。其中，HIVERT-YVF適配異步電機，HIVERT-TVF適配同步電機。這兩種系列變頻器均由移相變壓器、功率單元和控制系統（包括：控制器、接口板和人機界面）構成。

當變頻器適配電機功率≥1800kW時，系統增配啟動柜。

三、技術參數