6ES7211-1BE40-0XB0技术参数

 2.PAC硬件简介

    2.1系统构成

    一个完整的PAC系统包括以下几种模块组成（但不是每种都必须有）：

    基本CPU模块。

    系统接口模块。

    电源和IO接口模块。

    现场总线模块。

    数字量和模拟量采集模块，

    UPS模块。    

 图1:倍福PAC系统外观图

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       2.2CPU模块

    存储器选配:64M字节闪存+128M字节RAM。

    DVI/USB选配:选带或不带DVI/USB接口模块。

    操作系统选配:bbbbbbsCE.NET。

    bbbbbbsXP嵌入式(要求CF卡)。

    TwinCAT实时PLC选配:

    不带TwinCAT。

    TwinCATCEPLC或TwinCATPLC(取决于操作系统)。

    TwinCATCENC或TwinCATNC(取决于操作系统)。

    2.3接口模块

    显示器和触摸屏接口:

    DVI:视频信号通过标准的DVI连接到显示器上。USB:可连接触摸屏或鼠标,键盘,扫描仪,打印机,CD-ROM读写器

    高速度232接口：大传输速率115K

    音频信号接口：主要提供音频输入输出接口。

    视频信号接口：主要提供视频输入输出接口。

    3．九洲PowerWinVert-A型风电变流器主电路工作原理    

图2PowerWinVert-A型风电变流器主电路拓扑结构

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    我们选用的是不可控整流+升压斩波+SPWM逆变的电路结构

    3.1主电路结构说明

    发电机使用的是永磁同步发电机，采用六相不可控整流桥对其进行12脉冲整流，在输出端并上电容进行稳压，减小直流脉动。考虑到电流波形畸变和发电机内感的存在，在发电机输出端并上无功补偿电容，**发电机的功率因数和利用效率。在中间直流环节，采用升压斩波电路。在逆变环节，采用两个SPWM逆变桥通过滤波电抗并联的形式，以减小每个IGBT通过的电流大小，还能在一定的控制方法配合下防止连个逆变器输出电流不等从而防止环流问题出现。另外，为了防止直流母线电压过高损坏器件，加入了直流母线钳位电路；为了电路开始运行对电容充电电流过大，加入了电容的预充电支路，同时该支路还保证发电机没工作时的直流母线侧上也有电压，能对电网进行无功率补偿。

    3.2工作原理

    随着风速的变化，风轮的转速也在变化，因此发电机发出的交流电的电压和频率是不断变化的，该变压变频的交流点经过AC-DC变换后变为了幅度不断变化的直流电，然后经过升压斩波稳压后转化为电压幅值稳定而电流大小随风速度不断变化的直流电，再经过SPWM逆变器，变成了与电网相位频率相同，输出电压随风速不断变化且略高于电网电压的三相交流电，后经过滤波电抗器并网，输出电压高与电网部分降在滤波电抗器上，从而完成了直驱并网型风力发电机变流电路将变频变压交流电转化为能并网的交流电的任务

  1.引言

    在建立控制系统时，系统集成商毫无例外地总是希望能使用比较少的设备来实现更多的功能。他们需要控制系统不仅能处理数字I/O和运动，而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器。此外，控制系统还必须能实时地处理控制算法和分析任务并把数据传送回企业。您是否能同时拥有PC的功能和PLC（可编程控制器）的可靠性吗？

    倍福公司设计可编程自动控制器（PAC）,就是这样一个的平台,他是一种新类型的控制器，该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势，以及PLC固有的可靠性、坚固性和分布特性.正逐渐占领自动化领域。

    基于以上特点,在我们设计的PowerWinVert-A风电变流器中选择了倍福的PAC做为信号采集，控制与远程通讯的平台。.

    九洲公司的PowerWinVert-A型风电变流器采用了独特的输入切分技术、优化的PWM多重化叠加技术、可靠的无焊接IGBT技术、高效的桥式逆变技术、**的光纤传送技术、完善的过流过压保护技术、连续波形变换技术以及远程通讯控制技术等，汇集了国际同类产品优点，是完全按照中国国情及风电机组、电网输配电等要求而开发的新一代风电变换产品

    1 引言

    邯钢热力厂8万m3煤气站是邯钢三炼钢转炉煤气回收配套设施，回收的转炉煤气通过2台煤气加压机送往各用户，供用户使用。该煤气加压机为江阴产D1000－11型，**为16.67m3/s，全压24.5kpa，配备850kW、10kV交流异步电机，工艺要求出口压力22～24kpa，**60000m3/h。为了满足用户煤气的使用需要，选用了哈尔滨九洲产JZHICON－1A－10/060型变频器。

    2 JZHICON－1A－10/060型变频器的优点

    （1）采用**控制技术

    JZHICON－1A系列高压变频器采用**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，内置PID调节器，可实现闭环运行，内置PLC，实现不同应用现场的灵活控制，具有本地、远程、上位机三种控制方式。

    （2）高质量的电源输入

    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，相当于48脉冲二极管整流输入，消除了由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波的产生，无需安装输入滤波器并保护电源及周边设备免受谐波干扰。

    （3）完美的输出性能

    单元串联脉宽调制叠波输出，10kV系列每相8个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形接近完美的正弦波，无需输出滤波装置。

    （4）节能效果

    传统加压机对管网**、压力控制是通过人工调节出口阀门的开度，人为增加、减小管网风阻力，以减小、增加**。电机始终以恒定转速运转。在本系统中，加压机的出口压力、**变化是通过电机转速变化而调节的。

    3 新系统节电原理

    3.1异步感应电动机的转速由下式决定

    n=（1-s）60f/p

    式中：

    n——电机转速；

    s——电机转差率；

    f——电源频率；

    p——电机极对数。

    改变式中任一参数均可改变电机转速。如使用串级调速装置改变转差率，制造极数不同极对数的电机以改变极对数，采用变频技术改变电源频率等。

    3.2风机调速控制节电原理

    根据流体力学原理可知，风量Q与转速n成正比，压力H与转速n的二次方成正比，电机的轴功率P与转速n三次方成正比，即：

    Q/Q1=n/n1（1）

    H/H1=（n/n1）2（2）

    P/P1=（n/n1）3（3）

    Q1：风机额定风量

    n1：电机额定转速

    P1：电机额定功率

    H1：风机额定压力

    由式（1）、（2）、（3）求得功率表达式

    P/P1（Q/Q1）3（4）

    设风机效率为一定，当风量降到Q1的80%时，即转速相应降到n1的80%时，由式（4）可求得其轴功率为

    P轴=0.512＊P1/ηF（5）

    ηF：为风机的效率，当风量降到50%Q1时，即转速相应降到50%n1时，由式（4）可求得其轴功率为

    P轴=0.125P1/ηF（6）

    计算结果表明，当工艺要求减小风量时，如果使风机转速降低，不仅可满足工艺要求，而且使电机轴功率大幅降低，从而节省大量电力；如果采用人工调节阀门来减小风量，虽然也能达到工艺要求，但是电机转速没变，电机轴功率并未下降。根据理论计算，两者相比较，当Q降到额定Q1的80%时，转速控制方法比调节阀门节电近49%。当Q降到额定Q1的50%时，转速控制方法比调节阀门可节电达87.5%。通过以上理论计算表明了节电效果。

    4 使用变频调速系统所取得的经济效益

    4.1节约电能

    在系统正常运行状况下，电机频率在42.6Hz左右，电机功率维持在额定功率的41.6%左右。据此测算，该加压机年节电量超过2000000kW•h，按0.48元/kW•h计算，年节约人民币96万元以上。

    4.2**了电机的效率和CosΦ值

    变频器的使用，大幅度**了电机的效率，使用该变频器后CosΦ值在0.96以上，大大高于传统的系统。

    4.3其他

    据有关部门统计，在需改变**控制场合，变频器节能幅度一般为30%～60%，并有以下特点：

    （1）软启动功能。变频器具有软起动功能，起动时没有起动冲击电流，电流从零开始，根据转速**电流，并逐渐上升，不管怎样都不超过额定电流，因此任何时间启动电机都没关系，可节省起动设备。

    （2）变频器本身具备很强的保护功能和控制功能。通过对变频器的设定，可以方便地确定保护参数和控制要求，目前广泛使用的变频器属于交-直-交方式，矢量控制，是一种特别适用于风机泵类的变频器，有的变频器还带有PID调节功能和部分可编程功能，大大方便了用户的使用。

    5 结束语

    ，虽然变频器初期投资大，但从长远来看，其经济效益十分明显。随着科学技术的发展，变频器必将得到更广泛的应用，性能价格比更能为用户所接受。