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工程案例 |
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| 西爾康SK2700系列高壓變頻器在貴陽電廠的應(yīng)用 | 一、項目背景
隨著我國電力體制改革的深入開展，供求形勢的變化、廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)等政策的出臺，節(jié)約能源、節(jié)約廠用電、降低發(fā)電成本、提高生產(chǎn)效益，已經(jīng)是許多發(fā)電廠的一項自覺行動。
我國火力發(fā)電廠中，廠用電一般占發(fā)電量的4%~10%，降低廠用電直接關(guān)系著電廠的經(jīng)濟(jì)效益。另外風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備之一，鍋爐的四大風(fēng)機(jī)的總耗電量約占機(jī)組發(fā)電量的2%左右。隨著火電機(jī)組容量的提高，鍋爐風(fēng)機(jī)的容量也在不斷增大，占機(jī)組容量的3%以上。因此，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率對降低廠用電率具有重要的作用。
國電貴陽發(fā)電廠總裝機(jī)容量為2×200MW，兩臺900T/h煤粉爐，每臺鍋爐配置兩臺送風(fēng)機(jī)（1800kW/6kV）和兩臺引風(fēng)機(jī)(2000kW/6kV)，均為離心式風(fēng)機(jī)，采用入口風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量。由于機(jī)組調(diào)峰任務(wù)重，負(fù)荷在100MW～200MW之間大幅度變化。由于采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，造成巨大的節(jié)流損耗，浪費(fèi)了大量的電能，致使廠用電率居高不下，供電煤耗高，發(fā)電成本不易降低。
當(dāng)機(jī)組在額定負(fù)荷下運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)效率較為理想，但當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行時，一部分功率被消耗在擋板上，且機(jī)組負(fù)荷越低，消耗在擋板上的功率越大，從而使風(fēng)機(jī)效率隨機(jī)組負(fù)荷降低而迅速下降。
該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還存在一些其他問題：
1.擋板動作遲緩，手動時運(yùn)行人員操作不靈活，如操作不當(dāng)還會造成風(fēng)機(jī)振動。投自動運(yùn)行時，很難滿足調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2.風(fēng)機(jī)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障較多，不能適應(yīng)長期頻繁調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一直不能正常投入自動運(yùn)行。
3.風(fēng)機(jī)電動機(jī)在起動時，采用直流起動方式，起動電流為額定電流的5~7倍，電動機(jī)受到的機(jī)械，電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子籠條斷裂故障。
4.電動機(jī)容量比風(fēng)機(jī)額定出力大，多余容量不能利用，降低了效率，浪費(fèi)了電能。
5.擋板受沖擊，磨損較嚴(yán)重，漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。
因此選擇高效的風(fēng)量調(diào)節(jié)方式對送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造已成為當(dāng)務(wù)之急。為了進(jìn)一步適應(yīng)廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)的電力體制，進(jìn)一步節(jié)約能源，降低廠用電率，保護(hù)環(huán)境，改善運(yùn)行控制方式，減少風(fēng)機(jī)的磨損和噪音，利用電機(jī)變頻調(diào)速方法實現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和實現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的，貴陽電廠采用了無錫市西爾康電氣有限公司生產(chǎn)的8臺SK2700系列高壓變頻器對兩臺機(jī)組的送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速節(jié)能改造。
二、SK2700系列變頻器的性能
國電貴陽電廠#8、#9機(jī)組引、送風(fēng)機(jī)共八臺，采用8臺SK2700系列變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。變頻器為直接高—高方式的電壓源型，外加工頻旁路切換開關(guān)。變頻器的主要性能指標(biāo)如下：
| 變頻器容量 |
2500kVA |
| 額定電流 |
240A |
| 輸入頻率 |
50Hz |
| 額定輸入電壓 |
6000V |
| 允許電壓波動 |
±10% |
| 輸出頻率范圍 |
0~50Hz(即：調(diào)速范圍0~100%) |
| 變頻器效率 |
≥96% |
| 過載能力 |
120%1min，150%立即保護(hù) |
為了適應(yīng)電廠設(shè)備運(yùn)行安全性及工藝需要，變頻器除了滿足上述基本性能指標(biāo)要求外，還具有如下功能：
1.風(fēng)機(jī)變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運(yùn)行，也可以直接投工頻運(yùn)行。
2.控制電源為兩路交流220V，兩路相互備用，當(dāng)兩路控制電同時故障時，UPS至少能維持30分鐘。
3.控制系統(tǒng)采用“雙DSP＋PLC＋觸摸屏”方案，系統(tǒng)可靠性高。DSP運(yùn)行速度達(dá)到納秒級，完全杜絕了“工控機(jī)＋PLC＋單片機(jī)”的工控機(jī)方案而出現(xiàn)的內(nèi)存損壞、風(fēng)扇停運(yùn)等故障。
4.變頻器配置單元旁路功能，在局部故障時，變頻器可將故障單元旁路，降額繼續(xù)運(yùn)行，減少風(fēng)機(jī)忽然停機(jī)造成的損失。旁路狀態(tài)可以長期運(yùn)行，等適當(dāng)時候停機(jī)處理。
5.具有軟起動功能，沒有電機(jī)啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長期運(yùn)行；
6.系統(tǒng)采用中性點(diǎn)漂移技術(shù)，當(dāng)某個功率單元出現(xiàn)故障時，可以自動監(jiān)測故障并啟動單元旁路功能，使得該單元不再投入運(yùn)行，不用同時旁路故障單元的同一級其它兩個功率單元，程序會自動進(jìn)行運(yùn)算，調(diào)整算法，使得輸出的三個線電壓仍然完全對稱，系統(tǒng)能維持額定輸出的95%以上，幾乎對機(jī)組運(yùn)行不產(chǎn)生任何影響。
7.系統(tǒng)的功率單元為模塊化設(shè)計，同等容量的變頻器功率單元均可互換，功率單元更換方便，3分鐘即可更換一個模塊
8.和電廠的DCS系統(tǒng)實現(xiàn)無縫接口。
三、改造項目具體實施方案
1、現(xiàn)場示意圖（如圖1）
#9機(jī)送/引風(fēng)機(jī)變頻室（如圖1：綠色部分）
#8機(jī)送/引風(fēng)機(jī)變頻室（如圖1：黃色部分）
2、選配變頻裝置型號及主要參數(shù)
序號
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設(shè)備名稱
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變頻器型號
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電機(jī)功率（kW）
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柜體尺寸(mm)
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臺數(shù)
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1
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8#機(jī)組
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送風(fēng)機(jī)
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SK2700-06-2250-6QY
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1800
|
6080×1300×2750
|
2
|
2
|
引風(fēng)機(jī)
|
SK2700-06-2500-6QY
|
2000
|
6080×1300×2750
|
2
|
3
|
9#機(jī)組
|
送風(fēng)機(jī)
|
SK2700-06-1800-6QY
|
1400
|
6080×1300×2750
|
2
|
4
|
引風(fēng)機(jī)
|
SK2700-06-2500-6QY
|
2000
|
6080×1300×2750
|
2
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3、變頻器系統(tǒng)方案
貴陽電廠#8、#9機(jī)組八臺風(fēng)機(jī)變頻改造后，變頻器都采用手動旁路一拖一系統(tǒng)方案，具體如下：
1)手動旁路一拖一主回路示意
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2)說明
變頻運(yùn)行時，閉合QS1、QS3，斷開QS2；
工頻運(yùn)行時，斷開QS1、QS3，閉合QS2；
QS1、QS2與QS3為隔離刀閘開關(guān)；
其中，QF1，M為貴陽電廠現(xiàn)場設(shè)備。
3)變頻改造后的情況
1.實現(xiàn)變頻、工頻相互手動切換；
2.將變頻系統(tǒng)納入用戶DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)方/就地控制；
3.電機(jī)以往的差動保護(hù)在變頻時退出，工頻時投入；
4.變頻器除了對電機(jī)軟啟動之外，還具有過壓、過載、過流等保護(hù)功能。
4、控制系統(tǒng)
1)控制信號
貴陽電廠#8、#9機(jī)組八臺風(fēng)機(jī)變頻改造后，變頻器由貴陽電廠集控室DCS控制，變頻器至DCS具體控制信號如下：
序號
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名 稱
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邏輯要求
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測點(diǎn)類型
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線號說明
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用 途
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1
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DCS復(fù)位
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故障復(fù)位
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DI干節(jié)點(diǎn)脈沖信號
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X1、P24
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變頻器故障復(fù)位信號
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2
|
起?？刂?
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合：起動
開：停機(jī)
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DI干節(jié)點(diǎn)長保持信號
|
X2、P24
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按設(shè)定起停方式及加減速曲線控制變頻器
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3
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目標(biāo)頻率設(shè)定
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4～20mA
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AI模擬量
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FREQ+、FREQ-
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DCS控制變頻器運(yùn)行目標(biāo)頻率
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4
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高壓合閘允許
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合：允許合閘
開：無意義
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DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
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Y1A、Y1B
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高壓進(jìn)線開關(guān)合閘控制
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5
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系統(tǒng)就緒
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合：系統(tǒng)已就緒
開：無意義
|
DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
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Y2A、Y2B
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變頻系統(tǒng)無故障，允許運(yùn)行
|
6
|
變頻運(yùn)行狀態(tài)
|
合：變頻運(yùn)行狀態(tài)
開：停止?fàn)顟B(tài)
|
DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
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Y3A、Y3B
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指示電機(jī)的變頻運(yùn)行狀態(tài)
|
7
|
遠(yuǎn)程/本地控制狀態(tài)
|
合：變頻器處于遠(yuǎn)程控制狀態(tài)
開：變頻器處于本地控制狀態(tài)
|
DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
|
Y4A、Y4B
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指示變頻器的控制指令源
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8
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輕故障（報警）
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合：變頻器處于輕故障狀態(tài)
開：無輕故障
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DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
|
Y5A、Y5B
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指示變頻器的報警狀態(tài)
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9
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重故障（停機(jī)）
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合：變頻器處于重故障狀態(tài)
開：無重故障
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DO干節(jié)點(diǎn)長保持信號
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Y6A、Y6B
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指示變頻器的故障狀態(tài)
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10
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變頻工頻狀態(tài)
|
|
DO干節(jié)點(diǎn)
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Y7A、Y7B
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11
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當(dāng)前運(yùn)行頻率
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4～20mA
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AO模擬量
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A01、AGND
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變頻器當(dāng)前輸出頻率
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12
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電機(jī)電流
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4～20mA
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A0模擬量
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A02、AGND
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電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行電流
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貴陽電廠#8、#9機(jī)組八臺風(fēng)機(jī)變頻改造后，電廠6kV配電裝置保護(hù)投切做了相應(yīng)變更，變更如下：
1.引風(fēng)機(jī)6kV高壓開關(guān)間隔處增加合閘允許1LP、差動保護(hù)2LP、速斷保護(hù)3LP共3塊保護(hù)壓板，對應(yīng)投入方式為：合閘允許1LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入），差動保護(hù)2LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入），速斷保護(hù)3LP（變頻運(yùn)行投入，工頻運(yùn)行切除）；
2.送風(fēng)機(jī)6kV高壓開關(guān)間隔處增加合閘允許1LP保護(hù)壓板，對應(yīng)投入方式為：合閘允許1LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入）。
2)運(yùn)行邏輯
四、變頻改造后對設(shè)備的影響
引、送風(fēng)機(jī)采用變頻運(yùn)行后，除了節(jié)能和控制性能改善外，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行工況也明顯改善，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.實現(xiàn)風(fēng)門全開，不再調(diào)整風(fēng)門，運(yùn)行自動化程度大為提高，運(yùn)行和維護(hù)工作量降低。
2.變頻改造后，電動機(jī)實現(xiàn)軟啟動，降低了電動機(jī)的故障率。
3.功率因數(shù)提高，從電網(wǎng)角度看，工頻運(yùn)行時功率因數(shù)為0.85左右，變頻運(yùn)行時功率因數(shù)達(dá)到0.96.因此，即使同樣滿負(fù)荷運(yùn)行，變頻運(yùn)行時，高壓輸入電流明顯比工頻運(yùn)行時小，這有利于節(jié)能和設(shè)備安全運(yùn)行。
4.采用變頻和旁路工頻雙套運(yùn)行方式，當(dāng)變頻器故障時，電動機(jī)可投工頻旁路，電動機(jī)定速運(yùn)行，不影響設(shè)備運(yùn)行，了機(jī)組的安全運(yùn)行。
五、結(jié)論
將交流變頻調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于大型鍋爐風(fēng)機(jī)，不僅節(jié)能，而且大大改善了控制品質(zhì)和運(yùn)行工況，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，使設(shè)備的運(yùn)行方式更趨合理，設(shè)備自動化程度、控制水平進(jìn)一步提高。雖然高壓交流變頻調(diào)速裝置的一次性投資較大，但它所帶來的回報是巨大的、長期的，建議大力推廣使用。
總之，無錫市西爾康電氣有限公司生產(chǎn)的SK2700系列高壓變頻器在國電貴陽電廠風(fēng)機(jī)的調(diào)速改造中應(yīng)用是相當(dāng)成功的，該系列變頻器的性、可靠性已得到了許多工業(yè)應(yīng)用的證實。在電力行業(yè)，對于許多高壓大功率的輔機(jī)設(shè)備推廣采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，不僅可以取得相當(dāng)顯著的節(jié)能效果，也是電廠節(jié)能降耗的一個有效途徑，而且得到政策的支持，代表了今后電力行業(yè)節(jié)能技改的方向。 | 上一頁：西爾康SK2700高壓變頻器在沙鋼潤中煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)的應(yīng)用
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◇ Z2000系列迷你型變頻器：
◇ 機(jī)型外觀尺寸超小，迷你精巧，
◇ 輕巧緊湊設(shè)計，操作方便
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo):
項目名稱
Z2000
輸入
額定電壓、頻率
…
◇ 變頻器型號說明：
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
項 目 名 稱
H2000
輸入
額定電壓、頻率
1PH AC 220V 50/60Hz；3PH AC380V 50/60Hz
電壓允許范圍
…
◇ 變頻器型號說明：
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
項目名稱
H3000
輸入
額定電壓、頻率
3PH380V 50/60Hz；1PH/3PH220V 50/60Hz
3PH690V 50/60Hz；3PH114…
◇ 功能描述：
1.實現(xiàn)多達(dá)六臺水泵的供水控制，其中一臺為主機(jī)，其他為從機(jī)。
2.任意主機(jī)功能:系統(tǒng)任意一臺可選擇為主機(jī),當(dāng)當(dāng)前主機(jī)出故障，可以選用另一從機(jī)為主機(jī)，只需要把壓力傳感器信號線移到新…
變頻器的綜合技術(shù)特性：
? 輸入輸出特性
- 輸入電壓范圍：220/380/690V±15%
- 輸入頻率范圍：47～63Hz
- 輸出電壓范圍：0～額定輸入電壓
- 輸出頻率范圍：0～600Hz
? 外圍接口特性
- 可編程數(shù)字輸入：7路開…
1、S300產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范
控
制
特
性
控制方式
…
型號說明：
銘牌說明：
變頻器選型：
型號
額定輸電流（A）
額定輸出電流（A）
適配電機(jī)
KW
…
>> 應(yīng)用范圍
電力工業(yè)：鍋爐給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等；
采礦行業(yè)：礦井的排水泵和排風(fēng)扇等；
冶金行業(yè)：高爐鼓風(fēng)機(jī)、煉鋼制氧機(jī)、除塵機(jī)等；
石化行業(yè)：大型輸油泵、化工生產(chǎn)的壓縮機(jī)等；城市建設(shè)：自來水…
型 號
MT508T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications ) …
型 號
MT
506L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
外殼顏色
黑/銀白可選
…
型 號
MT4500L
硬件規(guī)格( Hardware Specifications ) …
型 號
MT4400T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
MT4300T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
4300C
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
MT4300L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
>> 37A至4000A
SK790系列高性能全數(shù)字直流調(diào)速器專為滿足所有的調(diào)速應(yīng)用而設(shè)計，從單一直流電機(jī)傳動到復(fù)雜的多電機(jī)傳動系統(tǒng)都能勝任。790的核心是一臺功能強(qiáng)大的32位微處理器，以及的預(yù)測電流環(huán)控制算法…
SK-3000系列電機(jī)軟起動器，采用智能化數(shù)字式控制，以單片機(jī)為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對電動機(jī)進(jìn)行全自動控制，它適用各種負(fù)載的鼠籠型異步電動機(jī)控制。使電動機(jī)在任何工況下均能平滑起動…
SK-RPMV系列中高壓軟起動裝置采用計算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，以高壓大功率晶閘管為主回路的開關(guān)元件，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來控制電動機(jī)電壓的平穩(wěn)升降和無觸點(diǎn)通斷，實現(xiàn)電動機(jī)的平穩(wěn)起停。…
SK-RPR8系列全數(shù)字智能式交流電動機(jī)軟起動器是采用電力技術(shù)、微處理器技術(shù)及現(xiàn)代控制理論技術(shù)，具有水平的新型起動設(shè)備。同時具有鍵盤控制、外控端子控制、上位機(jī)控制等多種控制模式，具有故障繼電器輸出…
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機(jī)轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號SK-2轉(zhuǎn)速表
SK-2數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機(jī)轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號SK-1轉(zhuǎn)速表
SK-1數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
介紹
SKA系列智能溫度調(diào)節(jié)儀是我公司潛心研發(fā)的一款普及型溫控儀表。該儀表以單片計算機(jī)為控制中樞，具有數(shù)字PID及自整定功能，精煉的電路設(shè)計、成熟的控制程序加上進(jìn)口的主要器件，使儀表具有穩(wěn)定可靠、適…
介紹
SKB系列是我公司研發(fā)的新型插拔式溫度控制調(diào)節(jié)儀表，此系列儀表分為通用型、增強(qiáng)型、工程型、程序型等4種類型產(chǎn)品，滿足客戶從低到高的各種需求。此系列儀表增加了電流檢測、輸出量維持、模塊自動識別、…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作狀…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示…
