英威腾自2002年成立以来，专注于工业自动化和能源电力两大领域，向用户提供 有价值的产品和解决方案。公司于2010年在深交所A股上市目前拥有15家控股子公司，员工超过3000人，在全球设有40多家分支机构及200多家渠道合作伙伴，营销网络遍布全球100多个国家和地区。

英威腾是国家火炬计划重点高新技术企业，依托于电力电子、自动控制、信息技术，业务覆盖工业自动化、新能源汽车、网络能源及轨道交通。全国共有12大研发中心，拥有各类专利1140多件，实验室拥有国内工控行业TÜV SÜD颁发的ACT资质，并通过UL目击实验室及CNAS国家实验室认证。英威腾深圳光明科技产业园和英威腾苏州科技产业园，能为客户提供先进的集成产品开发设计管理、全面的产品研发测试与自动化信息化的作业生产。分布在全球各地的分支机构和联保中心为用户提供解决方案、技术培训与服务支持的专业后勤保障，可以更加便捷快速地服务客户。

具有先进的开环矢量控制性能，良好的电压、电流控制技术

1. 前言

作为金属冶炼过程中的关键设备，电磁搅拌机已广泛应用于冶金行业，并具有无接触污染、均匀的溶液温度、较短的熔炼时间、相同的化学成分、减少氧化渣、低烧损、高指数可控性和高电气化水平等优点。变频电源是电磁搅拌机的重要组成部分，其特点决定了金属冶炼的质量、节能效果、搅拌质量指数。一般来说，电磁搅拌机的传统电源是AC-AC或两象限AC-DC-AC，其中存在许多缺陷，比如功率因数低、谐波干扰大、电网能量回馈不可行、突然断电时容易致使爆炸事故。而四象限变频器可以科学配置，给电磁搅拌系统提供变频电源，从而可避免传统电源的诸多缺陷。

2. 电磁搅拌机工作原理

感应电磁搅拌机主要由变频电源和电感器组成。根据电磁感应原理，高强度的磁场作用于金属溶液（导体），因此使得它有规律地移动。变频电源改变50/60Hz交流工频为可调输出电压0.5~5.0Hz 变频分离低频电源，当电源通过电感器时形成交替移动磁场，移动磁场通过穿透在炉底部的不锈钢板对金属溶液产生作用，在磁场的作用下，金属溶液产生感应电动势和感应电流，同时在磁场的交互作用下，感应电流产生电磁力，从而使金属溶液有规律地移动，达到溶液搅拌的目的。改变移动磁场的方向和强度能有效地控制金属液的搅拌方向和强度。电磁搅拌示意图如图1所示。

图1 电磁搅拌示意图

3. 变频电源的技术要求

• 变频分离控制；

• 上位机触摸屏和MODBUS之间的通信；

• 电压等级：AC 380V；

• 功率因数≥0.96，满负荷在0.98以上；

• AC-DC-AC四象限变频器；

• 允许三相输出电流不平衡度≥15％；

• 可调频率0.5Hz-5HZ，正常运行频率0.5Hz-1Hz；

• 频率调整分辨率0.1Hz（至少），0.05Hz（）；

• 可设定运行时间；

• 停止设置；

• 低频大电感器件；

• 需要考虑紧急停止时负载电感的能量释放。

4. 变频电源的选择和配置

图2 四象限变频器主电路接线图

5. Goodrive800四象限变频器应用在电磁搅拌设备上的优势

变频电源Goodrive800四象限变频器是一款专为高端市场而研发的高性能变频器。其电流额定值是根据在高负载情况而设计的，因此它适用于高过载容量、高可靠性和连续运行的环境。通过采用国际流行的模块化设计，Goodrive800四象限变频器可以提供整流单元、逆变单元和滤波器单元或一整套设备，以满足OEM和集成系统用户和客户的要求。其技术特点如下：

● 整流采用IGBT有功部分，PWM调制可以把再生能量转换为电力，然后反馈给电网，功率因数可以达到0.98以上，因此，可以实现化节能；

● 母线电压和输出电压连续、可控、稳定（电网侧电压波动影响较少），解决了因AC-AC变频器或普通二象限变频器的大电压波动而对金属冶炼产生的影响；

● 提供变频控制、开环矢量控制和闭环矢量控制，支持变频分离，解决了电磁搅拌机在特殊负载情况下正常工作时，安全停机的自动保护问题；

● 采用模块化结构设计，便于组装和现场维护；各单元的接线均为顶入底出，满足了公共直流母线方案；

● 各单元之间采用光纤通信，以实现主控板和单元控制之间光电隔离，在长距离传输的特殊要求下，确保系统的可靠性；

● 支持多种通讯协议包括Modbus、Profibus、CAN、以太网和DeviceNet，适用于各类工业领域的应用；

● 提供完善的变频保护功能。除了传统的保护功能，比如过流保护、过压保护、过温保护，还关注电机侧的保护，通过温度检测端，实时检测电机的运行温度，以提供有效的过温保护；

● 标准STO（安全关断），SS1（安全停止1），SLS（安全限速），SBC（安全制动控制）保护化地确保系统的安全性和可靠性；

● EMC性能满足C3要求。

6. 总结

随着经济的快速发展，中国更加重视工业污染和工业设备的节能。由于其各种优点，如绿色、环保、节能以及功能完善，Goodrive800四象限变频器将被广泛应用于冶金行业的电磁搅拌设备上。