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空冷型完美无谐波用户手册 介绍

第一章：介绍

本章主要内容：
· 完美无谐波变频器介绍 11
· 硬件概述 12
· 特性概述 13
· 规格 14
· 标准完美无谐波系统的公共规格 14

1.1. 完美无谐波变频器介绍
完美无谐波变频器是罗宾康公司设计制造的脉宽调制交流变频电机驱动器系列。完美无谐波变频器系统具有如下优点品质：提供纯净的输入特性，提供高功率因数，提供几近完美的正弦波输出。
1.1.1. 纯净电源输入
完美无谐波变频器系列符合最严格的电压、电流谐波畸变标准IEEE 519 1992的要求，即使在输入容量不大于变频器额定容量的情况下也能满足。该变频器系列能保护其它在线设备（如计算机、电话、电子镇流器等）免受谐波干扰，同时能防止与其它调速装置发生串扰。纯净输入特性使您无须费时、费力地进行谐波/谐振分析，也节省了使用谐波滤波器的费用。图1-1为典型6脉冲、12脉冲电流型变频器和完美无谐波系列变频器的输入波形。
输入电流
输入电压
输入电流
输入电压
输入电流
输入电压

典型6脉冲变频器输入波形 典型12脉冲变频器输入波形 完美无谐波系列变频器输入波形
图1-1 谐波失真波形比较
（6脉冲、12脉冲和完美无谐波系列变频器）
输入电流的总谐波失真分别为6脉冲变频器25%，12脉冲变频器8.8%，完美无谐波系列变频器0.8%。典型电源阻抗下对应的电压失真分别为10%，5.9%和1.2%。

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以上比较采用的是典型的1000马力电流源变频器（6脉冲和12脉冲模式）和完美无谐波系列变频器运行于1100kVA，5.75%阻抗的电源条件下。

1.1.2. 高功率因数和几近完美的正弦波输入电流
功率因数是测量为负载提供有功功率的电流成分的方法。功率因数通常用百分比表示。高功率因数变频器（如95%）利用输入线电流向马达提供有功功率的效果要比低功率因数变频器（如30%）好很多。低功率因数变频器通常产生方波电流，这会引起谐波和其它相关的谐振问题。
完美无谐波系列变频器获取几近完美的正弦波输入电流使得其功率因数在整个调速范围内，无须使用外部功率因数补偿电容即可超过95%。这样避免了功率因数低引起的罚款，同时改善了电压状况。另外，配电柜、断路器和变压器不会因无功功率而引起过载。使用标准感应马达，就能在整个速度范围内保持稳定的高功率因数，所以在低速应用场合使用完美无谐波系列变频器收益更大。图1-2为完美无谐波系列变频器和典型相控可控硅整流变频器的功率因数与速度的关系比较。

图1-2. 完美无谐波变频器和典型相控可控硅整流变频器比较
1.1.3. 几近完美的正弦波输出电压
完美无谐波系列变频器的设计使得变频器本身提供正弦波输出而无须使用外部输出滤波器。这意味着变频器只产生极少的失真电压波形，其产生的马达噪声根本感觉不到。另外，马达也不必降额使用（该变频器可应用于新的或已有的1.0利用率马达）。事实上，完美无谐波变频器消除了变频器引发的使电机发热的有害谐波。同时，变频器引发的转矩脉动也被消除（即使在低速范围），因此降低了机械设备的应力，共模电压和dV/dt产生的应力也减至最小。图1-3.为典型完美无谐波变频器的输出电流波形。

图1-3. 完美无谐波系列变频器几乎为正弦波的输出电流
1.2. 硬件概述
完美无谐波变频器柜体的配置根据变频器马力、单元数量和型号以及其它因素的不同而不同。然而，柜体的配置通常分为两类：
· GEN II型（见图1-4）
· GEN III型（见图1-5）

图1-4. 典型的GEN II完美无谐波变频器排列图

图1-5. 典型的4160V（左）和6600V（右）GEN III完美无谐波变频器排列图
这两种型式在第二章：硬件组成中进行讨论。
1.3. 特性概述
完美无谐波变频器的特性如下：

版本1.1（902233） 罗宾康 13
· 冗余的冷却风机
· 高效率
· 高可靠性
· 模块化结构
· 浪涌吸收器
· 光纤控制电路
· 软启动保护
· 多电机运行
· 无跳闸运行
· 双功能工作模式
· 欠压承受能力
· 旋转负载启动
· 快速功率单元旁路
· 计算机接口
· 功率单元自动监测
· 单元后备
· 串行通讯口
· 报表处理能力
· PLC能力
· 键盘和信息显示
· 在线诊断
· 数字显示
· 高级诊断
· 电机参数自整定
· 工业标准通讯
· 双频制动
· 输入监测

Perfect Harmony Installation Manual Error! Reference source not found.
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1.4. 规格
表1-1列出了所有标准完美无谐波变频器系统的公共电气和机械规格。完美无谐波变频器的规格可能有所改变而恕不通知。
表1-1. 标准完美无谐波变频器系统的公共规格
项目
描述
马力范围
GEN II：最大为7200V，30000hp
GEN III：最大为6300V，3000hp
输入线电压
2.2 kV, 3.0 kV, 3.3 kV, 4.1 kV, 4.8 kV, 6.0 kV, 6.6 kV, 6.9 kV, 7.2 kV, 8.4 kV, 10.0 kV, 11.0 kV, 12.0 kV, 12.5 kV, 13.2 kV和 13.8 kV.
输入电压允许误差
额定输出时为标称值的+10%， -5%
输入功率因数
负载超过10%时0.95
输出线电压
2.4 kV, 3.3 kV, 4.16 kV, 4.8 kV, 6.0 kV, 6.6 kV, 6.9 kV和7.2 kV.
输出频率漂移
±0.5%
速度范围
0.5-330 Hz（与马达有关）
过载能力
与所安装单元的类型有关
加速时间范围
0.5-3200 秒（与负载有关）
输出转矩
额定转速以下恒转矩
柜体
NEMA 1空冷型，IP31
环境温度
0-40°C
湿度
95% non-condensing无冷凝
海拔高度
最大3300英尺。超过3300英尺时必须降额使用。
粉尘污染
<100微米@6.5毫克/立方英尺
气体污染
<4 PPB活性卤化物和硫化物

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