1 项目简介

　　由于磁悬浮发电机是采用原动机带动发电机转子高速运转，在实际应用中，定子侧产生的电压幅值频率和相位，都无法直接满足能量上传电网的需求，这就对驱动端的系统控制提出了很高的要求。

　　伟创电气依托多年累积的变频器研发技术优势和丰富的行业应用经验，推出全新一代AC800系列四象限变频器，不仅可以在驱动端为磁悬浮发电机提供高精度、高速度和高稳定性的控制，而且调试也更加方便快捷。

　　近期根据某设备厂的实际应用场景，伟创电气为其提供AC800-S75-T4-0104型变频器综合解决方案，很好的解决了客户以往使用过程中的技术难题，完全满足了磁悬浮发电机发电的应用需求。

　　2 客户需求

　　● 变频器适用于额定转速42000r/m(700Hz)的高速永磁发电机并支持最高55kW、800Hz的发电工况;

　　● 机侧全转速范围实现无速度传感器控制，并具备零转速启动及额定转速投切两种功能;

　　● 网测配备LCL电抗器，且满足电网公司对逆变器接入配电网的技术要求;

　　● 具有开关量输入4 路、继电器输出2 路、集电极开路输出2 路、AI2 路、A O2 路(4 -2 0 mA)、4 8 5(MODBUS-RTU)等对外接口;

　　● 具备两种工作方式：

　　(1)利用原动力驱动磁悬浮发电机启动，达到额定转速，待发电机启动到额定转速，变流器投切使用，利用变频器进行电能回馈至电网;

　　(2)利用变流器启动发电机，达到额定转速后，逐渐加入原动力，变流器由电动转为发电。

　　3 伟创电气AC800-S75-T4-0104型综合解决方案

　　现场的高速永磁发电机工作流程如图1所示，通过降温使低压有机工质蒸汽变为低压液态有机工质，再经过工质泵使之转为高压液态有机工质，然后再以余热的形式使高压液态有机工质转化为高温高压有机工质蒸汽，以此作为原动力来驱动高速永磁发电机，发出来的高频电能经变频装置转化为电网可吸收利用的工频电能。

　　图 1 现场的高速永磁发电机工作流程

　　图 2 磁悬浮发电机供电系统示意图

图 3 伟创 AC800 系列变频器

　　伟创电气提供的AC800系列变频器，带动高速永磁电机在发电状态下工作产生的电能，可以从AFE有源前端回馈到电网，THD低，功率因数高，满足并网需求。该方案完全能够满足客户对于磁悬浮发电机的技术要求。

　　磁悬浮发电机采用380V供电系统，如图2所示，两种工作方式，第一种为原动力驱动磁悬浮发电机;第二种为电网电压经过AFE有源整流模块将交流电转换为直流电传送至直流母线，随后通过直流母线分配给逆变模块，逆变模块驱动磁悬浮发电机。

　(1)第一种工作方式

　　当利用原动力驱动磁悬浮发电机启动时，电机转子旋转，切割磁力线产生电流，当电机达到额定转速后，变频器投切使用，利用变频器将发电产生的电能通过AFE有源整流直接回馈到电网。

　　(2)第二种工作方式

　　启动变频器时， 会在电机定子侧的三相绕组中通入励磁电流，产生磁场，电机转子导体切割磁场产生感应电流，电机处于发电状态，逐渐加入原动力，变频器由电动转为发电，将发电产生的电能通过AFE有源整流直接回馈到电网。

      4 方案核心优势

　　AC800系列工程多机传动变频器，是伟创电气匠心打造的高性能、高端变频器，可满足企业多样化的场景应用功能需求，具有节能效果提升明显、全覆盖的环境适应力等诸多优势。

　　● 优异的控制性能

　　(1) 采用ARM+ FPGA双芯片控制架构平台，确保驱动系统卓越的动态响应能力和控制精度。

　　(2) 调速范围广，可有效驱动最高转速达42000r的高速磁悬浮电机。

　　(3) 卓越的弱磁算法，保证高速磁悬浮电机高速弱磁可靠运行。

　　(4) ) 回馈电网谐波小， 采用AFE全控整流方式， 确保回馈到电网的谐波不超过3%，完全符合GBT14549-93相关标准。

　　● 方便快捷的调试工具

　　适应使用工况的调试上位机，多样化图形显示界面。方便快捷的多功能液晶键盘，可实现手持端设备简易便捷调试，支持参数拷贝和恢复。

　　● 模块化设计

　　滤波、整流、逆变、制动都是独立、标准的模块，采用共直流母线方案，节省能量需求(5%-30%)，同时支持多模块并机，实现大功率输出。

　　● 丰富的扩展接口

　　VCU支持多种扩展模块，包含TTL、HTL、UVW、正余弦、旋变等编码器模块，支持Modbus 、Profibus- DP、Profinet等现场总线模块，IO扩展模块等，根据客户使用进行适配。

　　● 多重故障处理和保护手段

　　系统多达30种的设置保护手段以及通信异常故障监控功能;可选配STO安全力矩中断功能，通过封锁IGBT 驱动脉冲断开电机电源，防止电机意外启动，保证人员与设备安全。

　　5 结语

　　现场应用实践证明， AC 800系列四象限变频器在充分发挥磁悬浮发电机工作性能的同时，节能效果和专用功能很好地满足了客户需求。未来，伟创电气将继续凭借在工控行业丰富的行业经验和扎实的技术储备，深入市场前端，了解客户需求，持续为客户提供性能超群、稳定可靠的产品和服务。