AFE產(chǎn)品培訓(xùn)膠片V1.1

1、AFEAFE整流回饋單元整流回饋單元lAFE產(chǎn)品原理介紹lAFE的應(yīng)用價值lAFE的技術(shù)規(guī)格和硬件配置lAFE的用法介紹l海得電力電子研發(fā)平臺lAFE在港口的應(yīng)用案例 AFE主動前端譯自英文Active Front End。從結(jié)構(gòu)上看，由于采用了 IGBT 功率元件， 所以它相當(dāng)于一個逆變器，不同的是其輸入為交流輸出為直流，因?yàn)樗挥陔娫催M(jìn)線側(cè)， 所以被稱為前端。其主動的含義在于，與傳統(tǒng)的二級管或可控制硅整流技術(shù)相比，主動前端不再是被動地將交流轉(zhuǎn)變成直流，而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波，提高功率因數(shù)， 而且不受電網(wǎng)波動的影響， 具有卓越的動態(tài)特性。 主動前端（AFE整流單元

2、的工作原理可簡述為：AFE整流單元從電網(wǎng)汲取正弦波交流，經(jīng)整流后輸出直流電壓，并保持所要求的電壓值。各次諧波由濾波電路刪除。 控制部分6LCFLF-K1-K2R230Vac充電回路 LCL濾波器AFE 模塊逆變器AFE 單元-S1-F電機(jī) AFE+逆變器組成的系統(tǒng) MlAFE產(chǎn)品介紹lAFEAFE的應(yīng)用價值的應(yīng)用價值lAFE的技術(shù)規(guī)格和硬件配置l海得電力電子研發(fā)平臺lAFE在港口的應(yīng)用案例lAFE使變頻器具備4象限運(yùn)行能力, 電動與發(fā)電狀態(tài)相互間可平滑轉(zhuǎn)換.-節(jié)約電能節(jié)約電能lAFE可從公用電網(wǎng)獲取清潔清潔(無諧波干擾)的交流能源lAFE提高電網(wǎng) 功率因數(shù)功率因數(shù)lAFE可使變頻器具有極佳的動

3、態(tài)響應(yīng)l減少意外停機(jī)的損失l改善生產(chǎn)環(huán)境 在變頻器,電機(jī),負(fù)載組成的系統(tǒng)中。能量從電網(wǎng)到變頻器在到電機(jī)單向流動，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 在電梯、提升機(jī)、起重等領(lǐng)域，電機(jī)不單將重物提升，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時也會被重物拖動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 對于電機(jī)發(fā)電反饋回來的電能通常是以電阻發(fā)熱的形式消耗掉。浪費(fèi)了大浪費(fèi)了大量的電能量的電能。每年因此而浪費(fèi)了大量的電能,企業(yè)也為此多支出了不菲的費(fèi)用 在港口碼頭的卸船機(jī),龍門吊,門機(jī)等需要頻繁起升的場合節(jié)電的效果更加顯著,在煤礦的礦井提升及油田的磕頭機(jī)上都有很好的應(yīng)用.以卸船機(jī)為例,節(jié)電率平均在20%以上. 1. 變頻器在使用中會出現(xiàn)大量的諧波電壓和電

4、流, 造成電網(wǎng)的諧波畸變 2 2.諧波畸變是用電設(shè)備產(chǎn)生的污染,如果超過一定的值,將會產(chǎn)生嚴(yán)重的問題.l導(dǎo)致設(shè)備的額外發(fā)熱,如電機(jī),變壓器,電纜等.l斷路器器的虛假跳閘和故障.l電容問題.l對敏感的電子設(shè)備的損壞.l對照明設(shè)備的影響.l對通訊設(shè)備的影響.3.諧波畸變會降低電網(wǎng)的功率因數(shù),降低了電網(wǎng)的效率lAFE可以消除由于非線性負(fù)載造成的諧波畸變,總諧波電流30%.lAFE還可以對功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,提高用電設(shè)備對電網(wǎng)的功率因數(shù).0.0250.030.0350.040.045-400-2000200400600800t sU V, I AUAIAITHD = 30-50% (with DC ch

5、oke)ITHD = 3-5%0,0%1,0%2,0%3,0%4,0%5,0%6,0%2345678910111213141516171819202122232425Harmonic OrderHarmonic Voltage LevelActive Front End12 pulse6 pulse0,00%0,02%0,04%0,06%0,08%0,10%0,12%0,14%0,16%0,18%0,20%2345678910111213141516171819202122232425Harmonic OrderHarmonic Voltage LevelActive Front End諧波電

6、壓允許值 諧波電流允許值l國家對與企業(yè)用電有功率因數(shù)的要求,功率因數(shù)低于0.9就要多支出電費(fèi)。但如果做得好，功率因數(shù)高于0.9，企業(yè)就會得到獎勵.l功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)是大工業(yè)用戶電費(fèi)主要組成部分. 目錄電費(fèi)+基本電費(fèi)+功率因素調(diào)整電費(fèi)功率因素調(diào)整電費(fèi)+代收款及附加組成.l對電網(wǎng)的功率補(bǔ)償可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),降低能耗,改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量.AFE可以對已有電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償改善功率因數(shù)為企業(yè)間接創(chuàng)造了效益為企業(yè)間接創(chuàng)造了效益提高功率因數(shù) 某工廠為10KV高壓供電，變壓器容量為315KVA，電能計(jì)量表計(jì)裝設(shè)在高壓側(cè)，月有功電量為65000KWH，無功電量為50000KVAR.H，電量電價為0.38元/

7、KWH，基本電價為11元/KVA/月，試計(jì)算該工廠這月共交納電費(fèi)多少元？功率因素0.80.790.770.760.750.740.73電費(fèi)加額（）55.56.06.57.58.08.5 基本電費(fèi) 31511=3465（元） 電度電費(fèi) 650000.38=24700（元） 計(jì)算功率因數(shù):0.79 求力調(diào)電費(fèi)： 查表得+5.5%力調(diào)電費(fèi)為（3465+24700）5.5%=1549.08（元）當(dāng)月應(yīng)交電費(fèi)為3465+24700+1549.08=29714.08（元）答： 該工廠當(dāng)月應(yīng)交電費(fèi)為29714.08元 罰了這么多1.節(jié)省了寶貴的空間。 由于淘汰了制動電阻，釋放了安裝空間。改善了設(shè)備的使用環(huán)境

8、,使設(shè)備的維護(hù)工作量減少，工作的可靠性提高；2.改善了設(shè)備的使用環(huán)境。 沒有了制動電阻的發(fā)熱，設(shè)備的使用環(huán)境大大改善，減少了空調(diào)的使用，節(jié)省了電費(fèi)。3.減少了設(shè)備的維護(hù)量。 減少了故障發(fā)生的次數(shù)，減少了工人的勞動強(qiáng)度。 l節(jié)能產(chǎn)品，倡導(dǎo)綠色電網(wǎng),著眼于提高能效、節(jié)省電能。l提高傳動領(lǐng)域的輸入功率因數(shù)，該設(shè)備的用戶節(jié)省配電容量，減少電能的耗費(fèi)；l整流器始終連接著電網(wǎng)，相對于普通變頻器的整流電路，具有降低電網(wǎng)諧波污染的優(yōu)勢；lAFE產(chǎn)品介紹lAFE的應(yīng)用價值lAFEAFE的技術(shù)規(guī)格和硬件配置的技術(shù)規(guī)格和硬件配置l海得電力電子研發(fā)平臺lAFE在港口的應(yīng)用案例 Charging circuit充電回路

9、LCL filterLCL濾波器Line Converter電源側(cè)變流器AFE的硬件組成充電回路+LCL濾波器+整流器模塊+控制箱 功率范圍功率范圍200 240275 .525552 759525 690200400500600P / kWU / V900110030070080010001200 1300 150016001400HDM-02HDM-01AC400V(275525) 210KW-945KWAC690V(552759) 360KW-1625KW l簡單的柜體組裝,IP23l緊湊設(shè)計(jì)l單獨(dú)的控制單元可被安裝在柜體內(nèi)的合適位置簡單的接線l符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的模塊無需的特殊的EMC柜體

10、l面向OEM，系統(tǒng)集成商l可根據(jù)客戶需要定制柜體lAFE整流模塊,IP00防護(hù)等級,頂進(jìn),下出,控制盒,帶LCL濾波器,涂層電路板 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)AFE整流回饋單元的配置可與眾多國外品牌兼容使用+ + + 。特點(diǎn):1.無需對變頻器作任何硬件改動.2.輸入和反饋的功率因數(shù)為1 3.不會影響變頻器原來的保護(hù)功能 特點(diǎn):1.整流仍由變頻器承擔(dān).2.只在能量回饋時候工作.3.安裝簡單,工作可靠.l全整流模式對于電網(wǎng)的功率因數(shù)有較大的優(yōu)勢，特別是對于一些公用直流母線傳動系統(tǒng)，許多從直流母線上取電的負(fù)載并不具有回饋的特點(diǎn)，并且這些負(fù)載一般為非線性的（如掛接在公用直流母線上的小功率變頻器則為二極管整流負(fù)載

11、等）,全整流模式的整流器,能將大大改善此類非線性負(fù)載造成功率因數(shù)低對電網(wǎng)的影響.l全整流模式還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的波動進(jìn)行穩(wěn)定,防止電網(wǎng)電壓短暫跌落造成變頻器系統(tǒng)的欠壓停機(jī).在整流工作模式下,還可以實(shí)現(xiàn)有源濾波等算法,進(jìn)一步減少鄰近用電設(shè)備造成的電網(wǎng)電壓諧波畸變.制動回饋是指在回饋時，僅僅打開整流器的IGBT，利用電網(wǎng)較小的阻抗來吸收回饋的能量，不對IGBT進(jìn)行PWM控制.要求要求: 315kW電機(jī), 4 極, 400V, 提升機(jī)重載應(yīng)用, 進(jìn)線電壓是380V +/-10 %電機(jī)參數(shù)電機(jī)參數(shù): 315kW, 600A, 400V, h=94,8%變頻器選擇變頻器選擇: 最終選變頻器ACS800-04-

12、0490-3,重載355KW,635AAFE 選擇計(jì)算選擇計(jì)算:kWkWPmotmotreqP34098,0*%8 ,9431598,0*111hkWPreqreqtotalP3401AVkWVPacreqtotalfAFEpI53698,0*%)10415(*334098,0*3min1.AVkVArAVVArIacfAFEpAFEI560%)10415(*315536min1.AFE的電流計(jì)算的電流計(jì)算所以,選擇HDM-01-800-BAF,重載應(yīng)用399KW,570A AFE常規(guī)回饋前端輸入側(cè)濾波器LCL電抗器或自藕變壓器整流橋類型IGBT橋反并聯(lián)的晶閘管橋工作模式高頻調(diào)制(1.5-3.

13、6KHZ)角控制能量傳遞方向電動和發(fā)電電動和發(fā)電充電回路需加充電回路通常含充電回路直流電壓穩(wěn)定在直流電壓的+10%,約為1.35的UN的110%.降低直流電壓,約為1.35倍UN的83%.電機(jī)電壓等于電源電壓,如使用電壓提升功能,則可高于直流電壓不帶自藕變壓器,低于電源電壓THD電流5%與6脈波整流一樣,或更差并聯(lián)可以不可以l電氣標(biāo)準(zhǔn): IEC標(biāo)準(zhǔn)族 IEC 61800-21998, Adjustable speed electrical power drive systemsPart 2: generator requirementrating specifications for low

14、voltage adjustable frequency a.c. power drive systemsl電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)EN,IEEE IEEE Std.519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems EN 50160-2007 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks GB/T 1454993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB 1

15、55432008 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡 GB 123252008 電能質(zhì)量 供電電壓偏差l環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)IEC IEC60721-3 Classification of environmental conditions part 3 classification of groups of environmental parameters and their severities電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)GBl常規(guī)環(huán)境試驗(yàn)常規(guī)環(huán)境試驗(yàn)v低溫工作試驗(yàn)低溫工作試驗(yàn) ：GB2423.1 方法方法Adv高溫工作試驗(yàn)高溫工作試驗(yàn) ：GB2423.2 方法方法Bd v低溫貯存試驗(yàn)低溫貯存試驗(yàn) ：GB2423.1 方法方法Ab

16、，40，72小時小時 v高溫貯存試驗(yàn)高溫貯存試驗(yàn) ：GB2423.2 方法方法Bb ，70，72小時小時 v恒定濕熱試驗(yàn)恒定濕熱試驗(yàn) ：GB2423.3 方法方法Cb ，40，95%，96小時小時 v交變濕熱貯存試驗(yàn)交變濕熱貯存試驗(yàn) ：GB2423.4 方法方法Db ，1040，3個循環(huán)個循環(huán) v高低溫沖擊試驗(yàn)高低溫沖擊試驗(yàn) ：GB2423.22 方法方法Na ，4070，20個循環(huán)個循環(huán)v振動實(shí)驗(yàn)振動實(shí)驗(yàn) : GB2423.1015 方法方法Fc,Fdb v沖擊（碰撞）試驗(yàn)沖擊（碰撞）試驗(yàn) : GB2423.5 方法方法Eb v跌落跌落 : GB2423.8 方法方法Ed v傾斜和搖擺試驗(yàn)傾

17、斜和搖擺試驗(yàn) : GB2423.31 v換相缺口換相缺口 ：IEC60146-1-1 章節(jié)章節(jié) 2.5.4.1 40% Class Bv諧波和交互諧波諧波和交互諧波 ：IEC61000-3-2(16A)、IEC61000-3-4(16A-75A) v電壓波動電壓波動 ：IEC61000-3-3(16A)、IEC61000-3-5(16A-75A)、 IEC61000-3-11（75A） lAFE產(chǎn)品介紹lAFE的應(yīng)用價值lAFE的技術(shù)規(guī)格和硬件配置l海得電力電子研發(fā)平臺海得電力電子研發(fā)平臺lAFE在港口的應(yīng)用案例lBTU,DEMAG,FMC,ITS,GE.lSchneider、Omron、AB

18、B、Hirschmann .l配電容量穩(wěn)態(tài)3MW的實(shí)驗(yàn)室能量內(nèi)循環(huán)的節(jié)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可支持更大功率實(shí)驗(yàn)可進(jìn)行秒級全功率瞬變的、模擬真實(shí)現(xiàn)場工況l深度達(dá)到4米的低溫試驗(yàn)箱l配套建設(shè)了高溫老化試驗(yàn)室l我們?yōu)镈EMAG，世界第一港機(jī)商，提供電氣柜l我們?yōu)镚E-Power的歐洲部，提供電氣柜防雷測試lAFE產(chǎn)品介紹lAFE的應(yīng)用價值lAFE的技術(shù)規(guī)格和硬件配置l海得電力電子研發(fā)平臺lAFEAFE在港口的應(yīng)用案例在港口的應(yīng)用案例l簡介： 防城港位置優(yōu)勢得天獨(dú)厚。既沿海又沿邊，全市有4個國家一類口岸，1個國家二類口岸，市內(nèi)交通便捷，鐵路和高速公路均直達(dá)港口，是國內(nèi)尤其是西南、中南、華南地區(qū)便捷的出海出邊通道。隨著中國東盟自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)步伐的加快，防城港市的戰(zhàn)略地位和作用越來越重要，不僅是西南出海大通道的主門戶，更是我國連接?xùn)|盟國際通道的“橋頭堡”。防城港港務(wù)局管理整個北部灣地區(qū)的港口，防城港也是整個北部灣地區(qū)吞吐量最大，運(yùn)輸最為便捷的港口。 硫磺揚(yáng)塵硫磺揚(yáng)塵潮濕多鹽潮濕多鹽大顆粒大顆粒l起升機(jī)構(gòu)l大車、小車機(jī)構(gòu)l變幅機(jī)構(gòu)l開閉機(jī)構(gòu)l起升機(jī)構(gòu)及開閉機(jī)構(gòu): 具有位能性負(fù)載的特點(diǎn) 上行時-將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能. 下行時-將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能l大車,小車機(jī)構(gòu): 加速勻速段運(yùn)行時,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 減速段運(yùn)行,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能l變幅機(jī)構(gòu): 勻速運(yùn)行 額定起重量25T額定負(fù)載時上升速度13