专 辑 驱 动 装 置 与 电 源 技 术

富 士 时 报 Vol.C1 No.1 2009
专
辑
驱 动 装 置 与 电 源 技 术 在 产 业 及 社 会 设 施 解 决 方 案 中 的
应 用
Drive and Power Supply Technology for Solutions in the Industrial and Public Sectors
西 乡 宏 治 Kouji Saigoh 山 卫 守 贵 博 Takahiro Yamaemori 中 川 雅 之 Masayuki Nakagawa
富 士 电 机 的 驱 动 装 置 涵 盖 了 10 kVA(400 级 ) 至 10 MVA(3.3 kv 级 ) 的 整 个 范 围 。 这 些 驱 动 系 统 都 导 入 了 伺 服 系 统 ,
满 足 了 产 业 及 社 会 设 施 领 域 对 产 业 设 备 制 造 过 程 所 提 出 的 各 种 要 求 ( 这 些 要 求 包 括 高 精 度 的 速 度 控 制 , 速 度 均 一 性 , 扭 矩 控 制 ,
高 速 配 合 性 等 )。 在 电 源 装 置 方 面 , 富 士 电 机 研 发 出 高 压 大 容 量 瞬 间 电 压 降 低 应 对 装 置 , 该 电 源 装 置 能 应 付 瞬 间 电 压 降 低 及 停
电 问 题 , 提 高 了 电 源 的 可 靠 性 。
Fuji Electric’s lineup of drive devices ranges from 10 kVA (400 V-class) to 10 MVA (3.3 kV-class). Drive systems, including servo systems,
support the high-precision speed control, speed matching performance, torque control and higher-speed response required for manufacturing
processes in plants for the industrial and public sectors. Higher reliability against instantaneous voltage drops and power failures is requested of
power supplies, and high-voltage large-capacity unintertuptible power supply units are being provided.
前 言
在 钢 铁 、 造 纸 、 石 化 等 制 造 业 为 先 导 的 产 业 工 厂 与 社 会
基 础 设 施 领 域 中 使 用 到 大 量 的 驱 动 装 置 与 电 源 装 置 , 而 器 件
技 术 的 发 展 及 微 型 处 理 器 的 高 速 化 与 多 功 能 化 , 促 进 了 驱 动
装 置 与 电 源 装 置 的 飞 跃 发 展 。
本 文 将 通 过 一 些 实 例 来 介 绍 富 士 电 机 驱 动 装 置 与 电 源 装
置 的 代 表 性 机 型 中 , 所 采 用 的 最 新 技 术 。
产 业 及 社 会 设 施 领 域 的 最 新 动 向 与 富 士 电 机 的
对 应 措 施
在 2008 年 7 月 召 开 的 北 海 道 洞 爷 湖 峰 会 上 , 作 为 对
气 候 变 化 的 相 应 措 施 , 与 会 各 国 就 2050 年 之 前 将 全 世 界
的 温 室 气 体 排 放 量 减 少 到 一 半 的 目 标 达 成 了 共 识 。
为 了 落 实 减 少 温 室 效 应 气 体 排 放 量 的 目 标 , 产 业 及 社 会
领 域 对 节 能 化 、 高 效 化 以 及 省 空 间 化 提 出 了 更 高 要 求 。
在 产 业 成 套 设 备 领 域 里 , 为 了 实 现 制 造 过 程 的 高 速 化 、
产 品 的 高 质 量 化 、 操 作 的 稳 定 化 , 对 驱 动 装 置 的 高 精 度 调 速 、
高 速 响 应 、 速 度 均 匀 性 及 扭 矩 控 制 的 高 精 度 化 提 出 了 更 高 的
要 求 。
此 外 , 随 着 信 息 交 流 技 术 的 发 展 , 加 快 了 电 脑 系 统 的 信
息 整 合 与 联 网 化 的 进 程 。 大 量 使 用 电 脑 系 统 的 产 业 与 社 会 领
域 的 大 规 模 系 统 若 要 实 现 稳 定 运 行 , 必 须 保 证 其 使 用 的 电 源
设 备 不 会 发 生 瞬 间 电 压 下 降 或 停 电 , 因 此 高 品 质 电 源 的 需 求
将 不 断 增 加 。 过 去 , 企 业 曾 使 用 低 压 不 间 断 电 源 等 多 种 方 法
来 达 到 这 一 目 标 。 防 止 发 生 瞬 间 电 压 下 降 或 停 电 需 要 较 高 的
设 备 购 置 费 用 与 维 护 费 用 , 且 负 荷 设 备 的 瞬 间 降 压 产 生 的 影
响 也 难 以 捕 捉 到 。 因 此 , 有 必 要 为 整 个 系 统 准 备 一 个 备 用 供
电 设 备 。
为 满 足 上 述 市 场 需 求 , 富 士 电 机 陆 续 推 出 了 高 效 、 可 靠 、
节 省 空 间 的 节 能 型 驱 动 装 置 , 机 械 成 套 设 备 用 高 性 能 驱 动 装
置 , 以 及 高 效 率 的 高 电 压 大 容 量 型 瞬 间 低 电 压 防 止 装 置 。 下
面 将 对 其 技 术 细 节 进 行 介 绍 。
有 助 于 节 能 解 决 方 案 的 驱 动 装 置
FRENIC4600 系 列 是 无 需 在 变 频 器 的 输 出 端 设 置 变 压
器 就 能 直 接 驱 动 高 压 电 机 的 驱 动 装 置 , 其 主 要 用 途 是 通 过 可
变 速 运 转 来 达 到 节 能 效 果 。 这 种 驱 动 装 置 一 般 用 于 风 机 、 泵 、
鼓 风 机 等 产 品 上 。 在 以 往 3 kV、6 kV 系 列 的 基 础 上 , 富 士
电 机 丰 富 了 产 品 种 类 , 推 出 了 输 出 电 压 为 10 kV、11 kV
对 应 IEC61800-4 规 格 的 驱 动 装 置 。 同 时 , 富 士 电 机 还 进
一 步 增 加 了 电 动 性 能 直 接 驱 动 产 品 的 种 类 。 表 1 所 示 为 高 压
变 频 器 FRENIC4600FM5e 的 规 格 。 此 外 , 现 在 的 6 kV
输 出 机 型 产 品 也 符 合 IEC 规 格 。 本 变 频 器 在 中 国 生 产 , 预
计 2009 年 将 与 中 国 及 世 界 各 国 的 用 户 见 面 。
3.1 提 水 泵 中 的 应 用 实 例
图 1 所 示 为 目 前 日 本 国 内 的 农 田 灌 溉 提 水 泵 。 因 提 水 泵
放 置 地 区 的 电 源 系 统 大 部 分 较 弱 , 解 决 电 动 机 启 动 时 的 电 压
变 动 问 题 便 成 了 一 个 技 术 课 题 。 虽 传 统 绕 组 式 电 动 机 二 次 电
阻 启 动 能 持 续 避 免 电 压 变 动 , 但 操 作 人 员 却 必 须 对 电 刷 进 行
维 护 。 若 在 本 提 水 泵 上 使 用 高 压 变 频 器 (560 kVA), 则 能
实 现 平 稳 启 动 并 解 决 电 压 变 动 问 题 , 达 到 节 能 效 果 。
3.2 冷 却 泵 中 的 应 用 实 例
下 面 将 介 绍 为 某 国 外 化 工 厂 家 提 供 的 冷 却 泵 实 例 。 以 往
的 做 法 是 以 工 业 用 电 运 行 高 压 电 动 机 , 通 过 阀 门 来 控 制 水 量 。
富 士 电 机 依 据 工 厂 的 生 产 量 , 对 高 压 电 动 机 (360 kW) 的
驱 动 频 率 进 行 了 可 变 速 处 理 , 从 而 实 现 了 节 能 效 果 。 这 一 措
施 的 具 体 效 果 为 : 在 驱 动 频 率 由 50 Hz 降 至 44 Hz 的 情 况
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