Smartgen HVR1000 取扱説明書

タイプ
取扱説明書
HVR1000
数字电压调节器
用户手册
HVR1000 字电压调节器用户手册 2 55
..............................................................................................................................................................4
1 概述 ................................................................................................................................................................6
2 性能特点 .........................................................................................................................................................7
3 规格 ................................................................................................................................................................8
4 操作 ............................................................................................................................................................. 10
4.1 说明 ...................................................................................................................................................... 10
4.1.1 指示灯和接线 ................................................................................................................................ 10
4.1.2 励磁电源输入 ................................................................................................................................ 11
4.1.3 励磁输 ........................................................................................................................................ 12
4.1.4 发电机电压检测输 ..................................................................................................................... 12
4.1.5 发电机电流检测 ............................................................................................................................ 13
4.1.6 模拟量输入 .................................................................................................................................... 14
4.1.7 开关量输入 .................................................................................................................................... 14
4.1.8 开关量输出 .................................................................................................................................... 15
4.1.9 CAN 通信接口 ................................................................................................................................ 15
4.2 励磁调节说 ....................................................................................................................................... 16
4.2.1 原理框 ........................................................................................................................................ 16
4.2.2 启动 ............................................................................................................................................... 16
4.2.3 自动电压调节模式(AVR) ............................................................................................................... 18
4.2.3.1 说明 ..................................................................................................................................... 18
4.2.3.2 U/F 伏频坡度特 ............................................................................................................... 19
4.2.3.3 下垂控制 ............................................................................................................................. 19
4.2.3.4 传输线压降补偿.................................................................................................................. 19
4.2.3.5 加载补偿 ............................................................................................................................. 20
4.2.3.6 运行过程 ............................................................................................................................. 21
4.2.4 励磁电流调节模式(FCR) ............................................................................................................... 21
4.2.5 无功功调节模式(VAR) ............................................................................................................... 22
4.2.6 功率因调节模式(PF).................................................................................................................. 23
5 保护和限制 .................................................................................................................................................. 25
5.1 警告报警 ............................................................................................................................................... 25
5.2 故障报警 ............................................................................................................................................... 26
5.3 欠励限制 ............................................................................................................................................... 28
5.4 过励限制 ............................................................................................................................................... 28
5.5 定子电流限 ....................................................................................................................................... 29
6 编程参数范围及定 ................................................................................................................................... 31
6.1 参数设置内容及范围 ............................................................................................................................ 31
6.2 可编程输出1-2 可定义内 ............................................................................................................. 40
6.2.1 可编程输出口 1-2 定义内容一览表 ........................................................................................... 40
6.2.2 自定义组合输出 ............................................................................................................................ 41
6.3 开关量输入1-4 可定义内 ............................................................................................................. 41
7 参数设置 ...................................................................................................................................................... 43
HVR1000 字电压调节器用户手册 3 55
8 实时数据分析 .............................................................................................................................................. 44
9 蓝牙连接 ...................................................................................................................................................... 45
10 试运行 ....................................................................................................................................................... 47
11 典型应用 .................................................................................................................................................... 48
12 安装 ........................................................................................................................................................... 49
12.1 外形及安装尺寸 ................................................................................................................................. 49
12.2 安装方法及安装方式 .......................................................................................................................... 50
13 故障排除 .................................................................................................................................................... 52
14 附录 1CAN 通信协议) ......................................................................................................................... 53
15 附录 2 符号术语定义 .............................................................................................................................. 55
HVR1000 字电压调节器用户手册 4 55
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1 版本发展历
日期
版本
内容
2023-08-31
1.0
开始发布。
HVR1000 字电压调节器用户手册 5 55
2 本文档所用符号说明
符号
说明
注意
该图标提示或提醒操作员正确操作。
小心
该图标表示错误的操作有可能会损坏设备
警告
该图标表示错误的操作有可能会造成死亡、严重的人身伤害或重大的财产损失。
HVR1000 字电压调节器用户手册 6 55
1 概述
HVR1000 数字电压调节器用于调节无刷交流同步发电机励磁机的励磁电流。产品具有四种励磁调节
模式:自动电压调节(AVR)、励磁电流调节(FCR)、无功功率调节(VAR)、功率因数调节(PF)。调节器具有
CAN BUS接口,遵循SAE J1939-75协议。
产品采用32位微处理器技术,实现了多种参数的精密测量保护阈值调节、实时数据监控分析、灵活
全面的故障保护等功能所有参数可使用PC通过USB接口或使手机APP通过蓝牙进行读取和配置。其结
构紧凑、接线简单、可靠性高可应用于各种无刷交流同步发电机如永磁励磁发电机PMG辅助绕组励磁
发电机AREP,自励磁发电机SHUNT等。
HVR1000 字电压调节器用户手册 7 55
2 性能特点
HVR1000数字电压调节器其主要特点如下:
——四种励磁调节模式:自动电压调节(AVR)、励磁电流调节(FCR)、功率因数调节(PF)、无功功率
调节(VAR)
——具有过励限制、欠励限制、定子电流限制、伏频(U/F)限制功能;
——自动电压调(AVR)和励磁电流调(FCR)模式具有软启动功能;
——励磁调节采用 PID 算法,四种调节模式的参数独立
——可通过开关输入,模拟量电压输入、模拟量电阻输入、CAN 通信调整输出目标值;
——电流互感器二次额定电流可设置5A 1A
——在额定电63V 125V 下,可连续提供电流 7A70°C 室温)10A55°C 室温)短时最
大电流持续 10s11A70°C 室温)或 14A55°C 室温);
——加载补偿功(LCF)
——下垂功能,并联运行发电机可通过下垂功能自动进行无功负载分配;
——传输线压降补偿功能;
——四路可编程开关量输入,两路可编程开关量输出,一路(-10-10)V 模拟电压输入,一路(0-6000)Ω
模拟量电阻输入
——具有 CAN 通讯接口,遵循 SAE J1939-75 协议
——具有蓝牙通信接口,可通过手APP 软件进行参数读取配置和实时数据监控;
——适合于三相三线、三相四线、二相三线、单相二线,50Hz/60Hz 系统;
——可检测电压谐波 THDu,电流谐THDi1-31 次谐波
——采集并显示励磁电压、励磁电流发电机电压、发电机电流、频率、功率等参数;
——通过 PC 软件或手机 APP 可进行实时数据曲线分析
——具有发电过压、发电欠压、发电过频、发电欠频、电压不平衡、谐波过大、发电丢失、励磁过
压、励磁过流、旋转二极管故障等保护检测功能;
——如果使能电流互感器则具有发电过流、短路、过功率、逆功率、功率因数低、失磁报警、电流
不平衡、电流波形失真度高等报警检测功能;
——所有参数可使用 PC 通过 USB 接口或使用手机 APP 通过蓝牙配置
——适用于各种无刷交流同步发电机如永磁励磁发电机 PMG辅助绕组励磁发电机 AREP,自励
发电机 SHUNT
——具有运行数据记录,电压调节器在运行过程中 1s 记录一次运行数据可记录 8192 条运行数据,
通过 PC 软件可保存为 CSV 文件;
——具有实时时钟,历史记录功能,可循环记录 999 事件;
——具有黑匣子功能,可循环记录 5组故障报警数据,每组数据记录故障报警发生前 50 发生后
10 秒的 60 条详细数据
——模块化结构设计,可插拔式接线端子,螺丝固安装方式,结构紧凑,安装方便。
HVR1000 字电压调节器用户手册 8 55
3 规格
3 性能参数
项目
励磁电源
功耗
励磁输出电流
交流控制电压
交流采样电压
模拟量输入
开关量输出口 1-2
开关量输入口 1-4
CAN 接口
蓝牙接口
振动
HVR1000 字电压调节器用户手册 9 55
项目
冲击
碰撞
外形尺寸
工作温度
工作湿度
贮存温度
重量
HVR1000 字电压调节器用户手册 10 55
4 操作
4.1 说明
4.1.1 指示灯和接线
1 指示
4 指示灯介绍
指示灯类型
功能
描述
报警指示(红色
报警
当模块有严重报警时,快速闪烁(15);
当模块有一般报警时,慢速闪烁(11次)
当模块无报警时,熄灭。
状态指示(绿色
状态
当模块电源正常时,常亮;
有警告和故障读秒时,慢速闪烁(11次)
5 接线端子接线描述
标号
功能
导线规格
备注
F+
励磁输出正极
1.5mm2
励磁输出。
F-
励磁输出负极
1.5mm2
L
CAN L
0.5mm2
建议使用阻抗为 120Ω 屏蔽线,屏蔽线单端接地
TR H端子短接则接入 120Ω 终端电阻。
传输距离详见:6CAN-bus 输距离和波特率关系
表。
H
CAN H
0.5mm2
TR
CAN TR
/
D1
开关量输入口 1
1.0mm2
接公共端有效。
D2
开关量输入口 2
1.0mm2
接公共端有效。
D3
开关量输入口 3
1.0mm2
接公共端有效。
D4
开关量输入口 4
1.0mm2
接公共端有效。
HVR1000 字电压调节器用户手册 11 55
标号
功能
导线规格
备注
COM
开关量输入口公共端
1.0mm2
开关量输入口公共端。
AI1
+
模拟量输入 1
1.0mm2
电压型模拟量输入。
-
1.0mm2
AI2
模拟量输入 2
1.0mm2
电阻型模拟量输入。
1.0mm2
DI1
开关量输出 1
1.5mm2
5A AC250V 无源输出(继电器输出)。
1.5mm2
DI2
开关量输出 2
1.5mm2
5A AC250V 无源输出(继电器输出)。
1.5mm2
P1
电源输入 P1
1.5mm2
励磁电源输入。
P2
电源输入 P2
1.5mm2
P3
电源输入 P3
1.5mm2
U
发电机 U相电压监视输入
1.0mm2
连接至发电机输U相(推荐 2A 保险丝)
V
发电机 V相电压监视输入
1.0mm2
连接至发电机输V相(推荐 2A 保险丝)
W
发电机 W相电压监视输入
1.0mm2
连接至发电机输W相(推荐 2A 保险丝)
IA
电流互感器 A监视输入
1.5mm2
外接电流互感器二次线圈(额定 5A 1A
IA*
1.5mm2
IB
电流互感器 B相监视输入
1.5mm2
外接电流互感器二次线圈(额定 5A 1A
IB*
1.5mm2
IC
电流互感器 C监视输入
1.5mm2
外接电流互感器二次线圈(额定 5A 1A
IC*
1.5mm2
USB
/
TYPE-C 接口,可向模块供电,可使用 PC 软件对电压
调节器进行参数编程、实时监控数据和升级程序。
蓝牙
/
支持手机通过蓝牙对电压调节器进行参数编程、实
数据监控。
注意:该电压调节器上的USB接口可直接连接PC进行参数编程,在待机和运行时均可。
小心:严禁发电机运行时,进行程序升级。
4.1.2 励磁电源输入
励磁电源输入为励磁控制输出提供电源,并为电压调节器提供工作电源
励磁电源输入端子为P1P2P3,可通过永磁励磁发电机PMG辅助绕组励磁发电机机AREP自励
磁发电机SHUNT提供。
励磁输入电源可以使用单相或三相三线电源供电,单相电源时可通过任意两个励磁电源输入端子供
电。
交流供电范围为AC100V - AC277V
建议最小剩磁电AC6V
HVR1000 字电压调节器用户手册 12 55
2 励磁电源输入接线图
4.1.3 励磁输
励磁输出为励磁机提供直流励磁功率输入。励磁输出端子为F+F-
70°C 室温工作条件下,可提供 7A 连续工作电流,短路时可提供 10s 大励磁电流为 11A55°C
室温工作条件下,可提供 10A 连续工作电流,短路时可提供 10s 最大励磁电流为 14A
3 励磁输出接线图
4.1.4 发电机电压检测输入
三相发电机电压检测端子为UVW
该检测端子交流输入范围:AC30V - AC720V (ph- ph)
可通过系统设置->交流输入采样设置接线为三相(U-V-W)、二相V-W)、二相(U-W
自动电压调节模式(AVR,发电电压检测为三相时,发电端电压为三相线电压的平均值。
HVR1000 字电压调节器用户手册 13 55
4 发电电压检测接线图
4.1.5 发电机电流检测
三相发电电流检测端子为:IA(IAIA*)IB(IBIB*)IC(ICIC*)
电流互感器二次侧电流额定值可设置为 5A 1A额定 5A 检测范围:0A - 15A,额定 1A 检测范围
0A - 3A
可设置 CT 接线为IA-IB-ICIAIB
当发电电压检测设置为三相三线(U-V-W)时,CT 接线可设置为:IA-IB-ICIAIB
5 三相三线发电电压检测 CT 线图
当发电电压检测设置为二相(V-W)时,CT 接线设置固定为 IA
6 二相(V-W) CT 接线图
当发电电压检测设置为单相二相(U-W)时,CT 接线设置固定IB
HVR1000 字电压调节器用户手册 14 55
7 二相(U-WCT 接线
4.1.6 模拟量输入
具有两个模拟量输入口,模拟量输入1(电压型)端子为AI1模拟量输入2(电阻型)端子为AI2
AI1的输入范围为(-10-10)VAI2的输入范围为(0-6000)Ω,推荐使用(2-5)KΩ电位器。
注:模拟量输入均为非隔离的。
8 模拟输入接线图
4.1.7 开关量输入
具有四个开关量输入口,所有输入均为COM有效。
注:低接通阈值电压1.6V,断开阈值电压1.8V
9 开关量输入接线图
HVR1000 字电压调节器用户手册 15 55
4.1.8 开关量输出
具有两个无源继电器输出。继电器容量为5A AC250V
10 开关量输出接线
4.1.9 CAN 信接口
具有一个CAN通信接口,通信遵循SAE J1939-75协议。
建议使用阻抗为120Ω屏蔽线,屏蔽线单端接地。将TRH端子短接则接入120Ω终端电阻。
11 CAN 通信接线图
6 CAN-bus 传输距离和波特率关系表
序号
通信距离(m)
最高波特率(bps)
1
700
50k(终端电阻为 120Ω
2
280
125k(终端电阻为 120Ω
3
140
250k(终端电阻为 120Ω
4
70
500k(终端电阻为 120Ω
HVR1000 字电压调节器用户手册 16 55
4.2 励磁调节说
4.2.1 原理框
12 原理框图
4.2.2 启动
软启动
软启动功能在自动电压调节模式(AVR)和励磁电流调节模式(FCR)控制发电机启动时发电机端电压
或励磁电流的变化速度,如软启动曲线图所示。
软启动时间:(0.1~120.0)s,默认3s,软启动时间为从软启动开始到100%目标值的时间。
启动阈值:(0.1~100.0)%,默认20%,当发电机端电压或励磁电流达到启动阈值时,开始自动调节。
初始占空比:(0~100.0)%,默认0,励磁调节初PWM值。
在发电机软启动过程中,发电机的U/F伏频特性依然有效,并优先控制发电机电压。
HVR1000 字电压调节器用户手册 17 55
13 软启动曲线图
阈值启动模式
阈值启动功能适用于自动电压调节模式(AVR),电压调节器输出设置的初始占空比,当电压调节器检
测到发电机端电压大于设置的启动阈值时,电压调节开始有效。目标电压按照设置的U/F伏频特性进行调
节。
阈值启动模式的停止励磁输出条件:当发电频率小于设置的停止励磁的频率值,且励磁电源输入电压
小于设置的停机励磁时供电电压阈值时,延时设置的时间,励磁停止输出。
14 阈值启动曲线图
HVR1000 字电压调节器用户手册 18 55
4.2.3 自动电压调节模式(AVR)
4.2.3.1 说明
可通过参数配置AVR模式输入口将励磁调控模式设为自动电压调节模式(AVR)
AVR输出值有五种调节方法:
1. 设置AVR输出电压值(固定值);
2. 通过开关量UP输入或DOWN输入调节输出电压值;
3. 通过改变模拟量输入电压(-10-10)V,调节输出电压值;
4. 通过改变模拟量电阻(0-6000)Ω,调节输出电压值;
5. 通过CAN信调节输出电压值。
辅助调节输出电压为以上调节方式的调节偏差总和的平均值。如果有三种方式调节,调节偏差值等于
这三种调节偏差总和除以3
举例:
1. 当电压微调为2.0V时:
电压微调偏差EV = -10%+ (10% - -10%)*2.0/(5.0-0) = -6.0%
2. 当电阻微调为1000Ω时:
电阻微调偏差ER =-10%+ (10% - -10%)*1000/(5000-0)= -4.0%
3. CAN接收报文ID 0x0C100211数据:58 1B 00 00 00 00 00时:
0x1B58换为十进制为7000
7000*(0.01%) = 70.00%
CAN通信微偏差EC = -10%+ (10% - -10%)*70.00% = 4.0%
4. 总偏差ET = (EV+ER+EC)/3 = -2.0%
电压目标值 = 400*(100%+ET)= 392V
HVR1000 字电压调节器用户手册 19 55
4.2.3.2 U/F 伏频坡度特
启动频率(Fstart)(10.0~100.0)%,默认10.0%
转折频率(Fknee)(70.0~100.0)%,默96.0%
U/F坡度(SLOPE)(0.5~5.0),默认1.0变化1%的额定频率,变化SLOPE%的额定电压。U/F伏频特
性图如下所示。
15 U/F 伏频特性
4.2.3.3 下垂控制
并联运行发电机可通过下垂功能自动进行无功负载分配。
下垂范围:(0.1~10.0)%,默认3.0%
当无功功率为0%,目标电压不变,当无功功率为100%时,目标电压减小设置的补偿电压。
举例:设置下垂为5%额定电压为400V当无功功率为0%时,目标电压为400V当无功功率100%
目标电压为400*95%=380V。下垂控制电压曲线如下图所示。
16 下垂控制电压曲线
4.2.3.4 传输线压降补偿
传输线压降补偿范围:(0.0~20.0)%,默认3.0%
当视在功率为0%,目标电压不变,当视在功率为100%时,目标电压增加设置的补偿电压。
举例:设置传输线压降补偿为5%额定电压为400V当视在功率为0%时,目标电压400V当视在
功率为100%,目标电压400*105%=420V。传输线压降补偿电压曲线如下图所示。
此功能用于补偿传输电缆比较长,负载电流增大会引起传输线压降较大的场合。
HVR1000 字电压调节器用户手册 20 55
17 传输线压降补偿曲线
4.2.3.5 加载补
下降值(Ulcf)(70.0~100.0)%,默90.0%
持续延时(Tlcf)(0~10000)ms默认1000ms
上升坡度(Trise)(0.0~10.0)%/s,默认0.2s/%
当发电频率下降到转折频率(Fknee)后,目标电压下降到设置的电压值Ulcf瞬间降低发动机的输出功率,
当频率开始回升时目标电压按Trise设置逐渐上升提高机组突加载性能当延时Tlcf时间后本次加载补偿
成。在加载补偿过程中,发电机的U/F伏频坡度特性依然有效,并优先控制发电机电压。
此功能用于机组突加负载时,通过降低发电机端电压,减少机组输出功率,达到改善机组突加性能的
目的。
18 加载补偿时电压频率曲线
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Smartgen HVR1000 取扱説明書

タイプ
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