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海洋深水试验池中的合康HIVERT系列高压变频器

浏览次数: 日期:2010-12-10 8:46:06

摘要:上海交通大学为提升我国船舶与海洋工程科学技术的研究和工程综合配套能力,为我国海洋资源的开发利用以及为海洋工程提供核心技术支撑,建造了海洋深水试验池。北京合康亿盛变频科技股份幸运飞艇官网向该项目供应6台10kV输入6kV输出功率为800kW的高压变频器。该设备在深水实验造流系统中主要作用于驱动6台高压水泵在水池内产生流场,实现调节电机的转速而达到用户所需要的要求。

关键词:造流系统

 

一、海洋深水试验池造流系统

海洋深水试验池的造流系统是深水池设计和建设的关键技术之一,其设计水平直接决定了水池能否正确模拟深海海洋环境,以及水池开展海洋工程深水试验研究的能力。

上海交通大学设计、建造中的海洋深水试验池可模拟风、浪、流等各种海洋环境。实验室的主要功能就是再现海洋环境,用来测试海洋平台、船舶等在恶劣海洋环境中的各种性能,为它们在海洋上安全作业提供科学依据。该主体长50m,宽40m,水深可以在0—10m的范围内调节。水池中间还布置有一个直径5m,深40m的深井。在缩尺比为1:100的条件下,可模拟4000m的实际水深。由于深海中的海流不仅会对深水平台的立管和系泊缆产生较大的诱导载荷,并且还会对海洋结构物的低频运动产生影响,因此,对于海洋工程深水试验而言,能否正确模拟深海海流就显得尤为重要。深水池造流系统的设计直接决定了水池能否正常运行,以及其试验能力能否正常发挥。上海交通大学海洋深水试验池的总体设计方案如图1所示。水池内的水流由位于池外的水泵驱动,通过管路和进水廊道进入水池,再经过出水廊道和管路完成整个循环过程。与实际海洋环境中的海流相比,水池内的水流存在着较大的差异。这主要是由于在水流的循环过程中存在有大功率泵,以及大量管路转向和分流等,因此在水池的局部区域内会产生大量的漩涡和能量集中,使得水池内水流流速的均匀分布和湍流控制异常困难。为了正确模拟实际海流,就需要在水池外将漩涡、回流等扰动因素消除掉。因此需要在进水廊道内设置专门的整流段和整流设施,如穿孔压力墙、整流格栅、整流网等,以起到强制整流的效果,使水池内的水流达到均匀分布。图2为进水廊道内的整流装置。


二、合康HIVERT系列高压变频器

1.高压变频器在深水实验造流系统中主要作用

上海交通大学海洋深水实验池的造流系统中所用的驱动电机是6kV的,而上海交通大学的工作电压为10kV,因此必须通过高压变频器将10kV电压转换为6kV电压输出。合康HIVERT系列的6台高压变频器正好为上海交通大学海洋深水实验池6台高压水泵提供了符合该标准的电压转换,保证了该项目整体的正常运转。

2。合康高压变频器主要技术参数

6台1000kVA/6kV变频机组,每台变频机组由变压器柜,功率单元控制柜组成。控制系统由现场控制器、上位计算机、中心计算机等组成。

控制系统全部安装在功率单元柜内,并且功率单元与控制系统之间采用钢板隔离,确保控制系统的可靠性。控制柜与单元柜合二为一有以下优点:

2。1结构紧凑,占地面积小

2.2减少柜间联线,系统更可靠

2.3二次室接线模块化结构,维护简单


3。变频器性能及特性

变频器采用先进的功率单元串联叠波技术,空间矢量控制的正弦波PWM调制方法,新颖的全中文操作界面和高性能IGBT功率器件,可靠性高、性能优越、操作简便。可应用于高压交流电动机驱动的风机、水泵类负载的调速、节能、软启动和智能控制等多种场合。

高质量电源输入:输入侧隔离变压器二次线圈经过移相,为功率单元提供电源对于6kV(输出)而言相当于30脉冲不可控整流输入,消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流,大大抑制了网侧谐波(尤其是低次谐波)的产生。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE 519-1992和GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》对谐波含量最严格要求,无需安装输入滤波器并保护周边设备免受谐波干扰。正常调速范围内功率因数大于0。95。无需功率因数补偿电容,减少无功输入,降低供电容量。

完美的输出性能:单元脉宽调制叠波输出, 6kV系列(输出)每相5个单元,大大削弱了输出谐波含量,输出波形几近完美的正弦波。

4.变频器的可靠性保护

HIVERT-Y系列变频器从研发、生产到整机测试,每个环节都将可靠性放在第一位,确保用户使用的安全性和可靠性,现从以下几点分别说明。

(1)原理

HIVERT-Y采用先进的功率单元串联叠波(又称功率单元多重化结构)方式、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法,利用成熟的低压变频器技术和功率器件IGBT,从原理上保证了系统的可靠性,并使变频器的输入输出波形得到极大改善,在美国该方式变频器号称完美无谐波。

功率单元和控制系统之间采用光纤通讯,实现强弱电间的完全电气隔离,提高了整个系统的抗干扰能力。

(2)主要元器件

为了保证系统的可靠性和使用寿命,主要元器件均采用国际知名厂家产品,所有重要零部件均经过严格筛选和100%测试;整机进行空载高压负载试验。

(3)质量保证体系

公司形成了一套完善的质量管理体系,已顺利通过ISO9001-2000认证。

 

四、结语

上海交通大学水试验池是国家重点实验室之一。它将为我国船舶与海洋工程科学技术的研究提供重要的实验数据。而合康变频器符合该实验室的变频配套项目要求,自投运以来运行稳定保障了海洋深水试验池该实验项目的正常运转使得相关部门能够及时的得到有关数据。也为我国深海科研做出了一定的贡献。


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