利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)第二代產(chǎn)品的幾個特點
五年的艱苦努力,在成功的推出第一代高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后,經(jīng)過我們的不懈努力,我們又成功的推出了第二代產(chǎn)品,與以前相比,它具有以下一些特點:
1.跨入技術(shù)含量高,研發(fā)難度更大的中高端市場
2002年,公司成功地完成了1800KW/6KV的研發(fā)工作,并在山西順利投入運行,這標(biāo)志著我公司的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一舉打破了國外廠商對此類產(chǎn)品中高端市場的長期壟斷,標(biāo)志著我們終于跨入了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的中高端市場。在此基礎(chǔ)上,我們在2003年初又成功開發(fā)完成了2500KW/6KV的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),并向更高功率等級的產(chǎn)品進(jìn)一步邁進(jìn)。目前,我們正在進(jìn)行3250KW/6KV系統(tǒng)的研發(fā),已經(jīng)完成了功率模塊的開發(fā),并順利通過了各項測試,正在積極組織系統(tǒng)樣機(jī)的生產(chǎn)。預(yù)計將于2003年年底完成各項測試工作,并將在2004年年初正式推出此項產(chǎn)品。
向更大功率等級進(jìn)軍,打破國外廠商的壟斷,這是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的特征之一,也是我們不斷努力的目標(biāo)。
2.系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小
不斷提高產(chǎn)品的可靠性并減小其體積,是電子設(shè)備制造廠商永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。而眾所周知,電子設(shè)備的可靠性與其運行時的溫度密切相關(guān),設(shè)備溫度的升高很可能會造成可靠性的降低,而溫升的大小又是與設(shè)備的體積息息相關(guān)的。可以說,減小設(shè)備的體積與降低設(shè)備的溫度是一對矛盾體,這二者之間有一定的對立互動關(guān)系。要想減小體積,就意味著可能會犧牲一定的可靠性。這樣,如何合理解決這一對矛盾體,尋找二者之間的最佳平衡點,就成為我們需要解決主要問題之一。
在利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的二代產(chǎn)品上,集中體現(xiàn)了我們對此問題深入探索的最新成果。首先,我們對濾網(wǎng)進(jìn)行重新設(shè)計,新的濾網(wǎng)比以前更加美觀,更方便拆裝,而且增大了通風(fēng)面積。另外,通過優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計并引入新的散熱器,我們成功的解決了減小體積與溫升相矛盾的問題。在系統(tǒng)體積減小的同時,其運行溫度不僅沒有升高,相對一代產(chǎn)品還有所下降,這也就意味著我們在減小系統(tǒng)體積的同時,系統(tǒng)的可靠性不是降低了,而是有了進(jìn)一步的提高。減小體積與提高系統(tǒng)的可靠性,這也正是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的主要特征之一。
3.應(yīng)用新的控制方式,進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能
我們現(xiàn)有的產(chǎn)品,是以常用的單片機(jī)為控制核心,采用VVVF控制方式。對于風(fēng)機(jī)水泵一類的負(fù)載,其運算速度已經(jīng)能夠滿足其對控制精度的要求,但是,對于動態(tài)響應(yīng)要求較高的負(fù)載,例如要求識別電機(jī)的速度和旋轉(zhuǎn)起動等,就需要采用新的控制方式,如無速度傳感器矢量控制,這樣一來,原來使用的單片機(jī)的運算速度已不能滿足要求,必須采用新的中央處理器。因此,我們選用了DSP。“DSP”是數(shù)字信號處理器的簡稱,它是一種運算速度極快的單片機(jī),用它作為核心控制系統(tǒng),可以自動檢測電機(jī)的參數(shù),建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合無速度傳感器矢量控制理論自動檢測電機(jī)運行的所有中間量,如磁通大小、磁通角度、電機(jī)速度等,從而實現(xiàn)對電機(jī)隨心所欲的控制。
采用DSP作為中央處理器,無速度傳感器矢量控制作為控制方式是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的又一個突出特點。隨著它的開發(fā)成功,將使我公司產(chǎn)品的性能得到極大的提高,如:可以實現(xiàn)真正的恒轉(zhuǎn)矩和快速動態(tài)響應(yīng);能夠識別電機(jī)的速度并在電機(jī)不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動;能夠?qū)崿F(xiàn)掉電重起動功能;能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)直接起動和變頻驅(qū)動兩種方式的無擾切換;能夠?qū)崿F(xiàn)能量限制功能;能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載限制功能等等。另外,我們優(yōu)化了功率模塊旁路的控制算法,提高了系統(tǒng)在有功率模塊旁路時的帶載能力。總之,以上進(jìn)步不僅使我們產(chǎn)品的性能得到提高,更重要的是,它還將使我們企業(yè)的技術(shù)平臺提升到更高的層次上,并在此基礎(chǔ)上不斷完善我們的產(chǎn)品。
4.控制系統(tǒng)的進(jìn)一步完善
目前我們產(chǎn)品的控制系統(tǒng)采用的是“單片機(jī)+工控及+PLC”的聯(lián)合控制方式。其中單片機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部的核心控制算法,工控機(jī)主要負(fù)責(zé)提供友好的人機(jī)操作界面以及與上位機(jī)的通訊,PLC主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)量的控制以及與外部控制信號的接口,三者之間互相通訊。
根據(jù)現(xiàn)場運行情況統(tǒng)計顯示,由我公司自行開發(fā)研制的單片機(jī)控制系統(tǒng)可靠性很高,現(xiàn)場故障統(tǒng)計接近于零。于是,我們立項開發(fā)了新的單片機(jī)控制系統(tǒng),由它代替工控機(jī)實現(xiàn)部分功能,從而達(dá)到取消工控機(jī)的目的,并進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積,降低設(shè)備的造價。
當(dāng)然,我們并沒有放棄采用工控機(jī)的控制方式,我們還在進(jìn)一步完善它,力爭為用戶提供更多的選擇,更加貼合用戶的現(xiàn)場需求。
5.監(jiān)控軟件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化
為了適應(yīng)不同用戶的特殊需求,我公司的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)控制軟件采用的是面向用戶訂制的解決方案。這樣做有它的優(yōu)點,比如說,解決了國外同類產(chǎn)品監(jiān)控軟件不能適應(yīng)中國國產(chǎn)特殊需求的弊端。國外產(chǎn)品的監(jiān)控軟件無法實現(xiàn)用戶訂制,只能是用戶遷就制造商,而國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)正是在這一點上實現(xiàn)了突破,緊緊抓住了適合國情這一特點,想用戶所想,急用戶所急,使用戶在操作和監(jiān)控上更加方便和快捷。但是,這樣也給我們的工作帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。希望我們的監(jiān)控軟件既具有高度的自適應(yīng)能力和很強(qiáng)的開放性,以實現(xiàn)按用戶要求訂制,還要實現(xiàn)軟件的模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化,使用戶和代理商可以自定義安裝,甚至與自身的自動化控制系統(tǒng)或現(xiàn)場總線相結(jié)合,以滿足各自的監(jiān)視和控制的需求。實現(xiàn)監(jiān)控軟件的模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化,將會進(jìn)一步降低用戶的使用難度及軟件維護(hù)的復(fù)雜性,同時提高控制軟件的適應(yīng)能力及穩(wěn)定性,從而達(dá)到進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性的目的。
1.跨入技術(shù)含量高,研發(fā)難度更大的中高端市場
2002年,公司成功地完成了1800KW/6KV的研發(fā)工作,并在山西順利投入運行,這標(biāo)志著我公司的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一舉打破了國外廠商對此類產(chǎn)品中高端市場的長期壟斷,標(biāo)志著我們終于跨入了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的中高端市場。在此基礎(chǔ)上,我們在2003年初又成功開發(fā)完成了2500KW/6KV的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),并向更高功率等級的產(chǎn)品進(jìn)一步邁進(jìn)。目前,我們正在進(jìn)行3250KW/6KV系統(tǒng)的研發(fā),已經(jīng)完成了功率模塊的開發(fā),并順利通過了各項測試,正在積極組織系統(tǒng)樣機(jī)的生產(chǎn)。預(yù)計將于2003年年底完成各項測試工作,并將在2004年年初正式推出此項產(chǎn)品。
向更大功率等級進(jìn)軍,打破國外廠商的壟斷,這是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的特征之一,也是我們不斷努力的目標(biāo)。
2.系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小
不斷提高產(chǎn)品的可靠性并減小其體積,是電子設(shè)備制造廠商永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。而眾所周知,電子設(shè)備的可靠性與其運行時的溫度密切相關(guān),設(shè)備溫度的升高很可能會造成可靠性的降低,而溫升的大小又是與設(shè)備的體積息息相關(guān)的。可以說,減小設(shè)備的體積與降低設(shè)備的溫度是一對矛盾體,這二者之間有一定的對立互動關(guān)系。要想減小體積,就意味著可能會犧牲一定的可靠性。這樣,如何合理解決這一對矛盾體,尋找二者之間的最佳平衡點,就成為我們需要解決主要問題之一。
在利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的二代產(chǎn)品上,集中體現(xiàn)了我們對此問題深入探索的最新成果。首先,我們對濾網(wǎng)進(jìn)行重新設(shè)計,新的濾網(wǎng)比以前更加美觀,更方便拆裝,而且增大了通風(fēng)面積。另外,通過優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計并引入新的散熱器,我們成功的解決了減小體積與溫升相矛盾的問題。在系統(tǒng)體積減小的同時,其運行溫度不僅沒有升高,相對一代產(chǎn)品還有所下降,這也就意味著我們在減小系統(tǒng)體積的同時,系統(tǒng)的可靠性不是降低了,而是有了進(jìn)一步的提高。減小體積與提高系統(tǒng)的可靠性,這也正是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的主要特征之一。
3.應(yīng)用新的控制方式,進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能
我們現(xiàn)有的產(chǎn)品,是以常用的單片機(jī)為控制核心,采用VVVF控制方式。對于風(fēng)機(jī)水泵一類的負(fù)載,其運算速度已經(jīng)能夠滿足其對控制精度的要求,但是,對于動態(tài)響應(yīng)要求較高的負(fù)載,例如要求識別電機(jī)的速度和旋轉(zhuǎn)起動等,就需要采用新的控制方式,如無速度傳感器矢量控制,這樣一來,原來使用的單片機(jī)的運算速度已不能滿足要求,必須采用新的中央處理器。因此,我們選用了DSP。“DSP”是數(shù)字信號處理器的簡稱,它是一種運算速度極快的單片機(jī),用它作為核心控制系統(tǒng),可以自動檢測電機(jī)的參數(shù),建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合無速度傳感器矢量控制理論自動檢測電機(jī)運行的所有中間量,如磁通大小、磁通角度、電機(jī)速度等,從而實現(xiàn)對電機(jī)隨心所欲的控制。
采用DSP作為中央處理器,無速度傳感器矢量控制作為控制方式是利德華福高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)二代產(chǎn)品的又一個突出特點。隨著它的開發(fā)成功,將使我公司產(chǎn)品的性能得到極大的提高,如:可以實現(xiàn)真正的恒轉(zhuǎn)矩和快速動態(tài)響應(yīng);能夠識別電機(jī)的速度并在電機(jī)不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動;能夠?qū)崿F(xiàn)掉電重起動功能;能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)直接起動和變頻驅(qū)動兩種方式的無擾切換;能夠?qū)崿F(xiàn)能量限制功能;能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載限制功能等等。另外,我們優(yōu)化了功率模塊旁路的控制算法,提高了系統(tǒng)在有功率模塊旁路時的帶載能力。總之,以上進(jìn)步不僅使我們產(chǎn)品的性能得到提高,更重要的是,它還將使我們企業(yè)的技術(shù)平臺提升到更高的層次上,并在此基礎(chǔ)上不斷完善我們的產(chǎn)品。
4.控制系統(tǒng)的進(jìn)一步完善
目前我們產(chǎn)品的控制系統(tǒng)采用的是“單片機(jī)+工控及+PLC”的聯(lián)合控制方式。其中單片機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部的核心控制算法,工控機(jī)主要負(fù)責(zé)提供友好的人機(jī)操作界面以及與上位機(jī)的通訊,PLC主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)量的控制以及與外部控制信號的接口,三者之間互相通訊。
根據(jù)現(xiàn)場運行情況統(tǒng)計顯示,由我公司自行開發(fā)研制的單片機(jī)控制系統(tǒng)可靠性很高,現(xiàn)場故障統(tǒng)計接近于零。于是,我們立項開發(fā)了新的單片機(jī)控制系統(tǒng),由它代替工控機(jī)實現(xiàn)部分功能,從而達(dá)到取消工控機(jī)的目的,并進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積,降低設(shè)備的造價。
當(dāng)然,我們并沒有放棄采用工控機(jī)的控制方式,我們還在進(jìn)一步完善它,力爭為用戶提供更多的選擇,更加貼合用戶的現(xiàn)場需求。
5.監(jiān)控軟件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化
為了適應(yīng)不同用戶的特殊需求,我公司的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)控制軟件采用的是面向用戶訂制的解決方案。這樣做有它的優(yōu)點,比如說,解決了國外同類產(chǎn)品監(jiān)控軟件不能適應(yīng)中國國產(chǎn)特殊需求的弊端。國外產(chǎn)品的監(jiān)控軟件無法實現(xiàn)用戶訂制,只能是用戶遷就制造商,而國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)正是在這一點上實現(xiàn)了突破,緊緊抓住了適合國情這一特點,想用戶所想,急用戶所急,使用戶在操作和監(jiān)控上更加方便和快捷。但是,這樣也給我們的工作帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。希望我們的監(jiān)控軟件既具有高度的自適應(yīng)能力和很強(qiáng)的開放性,以實現(xiàn)按用戶要求訂制,還要實現(xiàn)軟件的模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化,使用戶和代理商可以自定義安裝,甚至與自身的自動化控制系統(tǒng)或現(xiàn)場總線相結(jié)合,以滿足各自的監(jiān)視和控制的需求。實現(xiàn)監(jiān)控軟件的模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化,將會進(jìn)一步降低用戶的使用難度及軟件維護(hù)的復(fù)雜性,同時提高控制軟件的適應(yīng)能力及穩(wěn)定性,從而達(dá)到進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性的目的。
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