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一、高壓大功率變頻器介紹

    電動機廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)和生活的動力供給中，其用電量占社會總用電量

的  80％以上，在實際運行中，由電動機帶動的風(fēng)機、水泵和機械傳動時，當調(diào)

節(jié)其風(fēng)流量、水流量和傳動力時，可通過改變電機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。當減小流量或傳

動力時，電動機轉(zhuǎn)速變慢，耗電量隨之減少，從而可以達到節(jié)電的目的。實現(xiàn)對

電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有多種方法，而變頻調(diào)節(jié)方案則是其中******方案，因此采用變頻

技術(shù)節(jié)省電動機的耗電量，無疑會收到巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

    進而在八十年代出現(xiàn)的低壓通用節(jié)電變頻器在使用低壓小容量電機的企業(yè)

中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的效益，但是，廣泛用于電力、石油、化工、

供水、鋼鐵、冶金領(lǐng)域的風(fēng)機、水泵等高壓大容量電機的用電量占電機總用電量

的  70％以上，對其變頻調(diào)速由于實現(xiàn)技術(shù)困難，直到進幾年才剛剛起步。隨著

電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能、高效

率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果、廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為

是最有發(fā)

二、常用調(diào)速方式分類

    根據(jù)交流電動機的轉(zhuǎn)速特性表達式可知，它的調(diào)速方式可分為三大類：頻率

調(diào)節(jié)、磁極對數(shù)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)，比較成熟和廣泛應(yīng)用的有8種通用調(diào)速技

術(shù)，見下圖：

交流電動機主要調(diào)速方式分類圖

    基于節(jié)能角度，通常把交流調(diào)速分為高效調(diào)速和低效調(diào)速。高效調(diào)速指基本

上不增加轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式，在調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)差率基本不變，不增加轉(zhuǎn)

差損失，或?qū)⑥D(zhuǎn)差功率以電能形式回饋電網(wǎng)或以機械能形式回饋機軸；低效調(diào)速

則存在附加轉(zhuǎn)差損失，在相同調(diào)速工況下其節(jié)能效果低于不存在轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速

方式。

    屬于高效調(diào)速方式的主要有變極調(diào)速、串級調(diào)速和變頻調(diào)速；屬于低效調(diào)速

方式的主要有滑差調(diào)速（包括電磁離合器調(diào)速、液力偶合器調(diào)速、液粘離合器調(diào)

速）、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和定子調(diào)壓調(diào)速。其中，液力偶合器調(diào)速和液粘離合器調(diào)

速屬于機械調(diào)速，其他均屬于電氣調(diào)速。變極調(diào)速和滑差調(diào)速方式適用于籠型異

步電動機，串級調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式適用于繞線型異步電動機，定子調(diào)壓

調(diào)速和變頻調(diào)速既適用于籠型，也適用于繞線型異步電動機。變頻調(diào)速和機械調(diào)

速除適用于異步電機外，還可用于同步電動機。

三、高壓大功率變頻器產(chǎn)品特點 

傳統(tǒng)的高壓大功率變頻裝置采用 IGBT 單元串連多電平方式以及 IGBT 三電

平方式，然而這兩種新技術(shù)方案仍然存在一些缺點：均需要有中間直流環(huán)節(jié)，致

使電路復(fù)雜，需要加裝可靠性較差且成本高昂的電解電容器作為直流濾波環(huán)節(jié)。

多電平疊加方案由于采用多級串連，裝置體積較大，工作效率也偏低，系統(tǒng)較為

復(fù)雜。多電平方案輸入側(cè)需要加入有源整流電流，以保證較好的諧波含量，而輸

出側(cè)則要加入輸出濾波器，以濾除輸出高頻諧波，從而使得控制方案復(fù)雜，設(shè)備

成本較高，維護難度也較大。同時，這兩種方案均采用大容量 IGBT，而該器件

我國尚不能生產(chǎn)，需完全依賴進口。

四、新型高壓大功率變頻裝置特點可以具體歸結(jié)為：

 變頻器特性¨

該系列高壓變頻器是高晟電力科技有限公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高壓

交流電機調(diào)速驅(qū)動裝置，變頻器采用先進的功率單元串連疊波技術(shù)，正

弦波直接調(diào)制（SDM）技術(shù)，采用 32 位高速數(shù)字處理器（DSP）控制，

新穎的全中文操作界面，可靠性高，性能優(yōu)越，操作簡便；

 創(chuàng)新的主電路結(jié)構(gòu)¨

主電路無需現(xiàn)有同類產(chǎn)品所必須的整流，濾波電路，摒棄了需要定期更

換的大容量電解電容器，節(jié)省了大筆的維修費用，也避免了停機所帶來

的損失；其線路簡單，運行中變頻器損耗為常規(guī)的三分之一，同時可靠

性也大幅度提高，將目前的普通高壓大功率變頻器的設(shè)計壽命從   5～8

年提高的 20 年以上；

 高質(zhì)量的電源輸入¨

變頻器輸入側(cè)采用隔離變壓器多組二次線圈經(jīng)過移相，為功率單元提供

電源，進而消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流，大大抑制

了網(wǎng)側(cè)諧波電流的產(chǎn)生。

五、完美的輸出特性

    單元串聯(lián)疊波輸出，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正

弦波，與其他形式的高壓大容量變頻器比較具有一下優(yōu)點：

  無高次諧波，無需輸出濾波裝置#

  可以驅(qū)動普通高壓電動機，而不會增加電機溫升，降低電機容量#

  電機電纜無任何長度限制#

  保護電機絕緣不受 dv/dt 應(yīng)力的損害#

  不會因為諧波力矩而降低設(shè)備使用壽命#

六、靈活的控制方式

  本地控制：通過柜門按鈕和觸摸屏控制，為只要控制方式；#

  遠程 I/O 控制：通過變頻器內(nèi)置 PLC 的 I/O 接口，與遠程開關(guān)按鈕#

    相連，實現(xiàn)遠程控制。

七、自診斷功能

    變頻器具有完善的自我診斷能力，在線監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。故障發(fā)生時，變

頻器自動采用相應(yīng)的保護措施，并保存故障發(fā)生時的時間、原因、故障

點及故障時的運行參數(shù)，可幫助維護人員迅速找到故障原因，排除故障。

八、其他特性

  高效率，系統(tǒng)總效率高達 97％以上#

  可直接四相限運行#

  寬廣的輸入電壓范圍，更適合國內(nèi)電網(wǎng)條件#

  功率單元模塊化結(jié)構(gòu)，可以互換#

  功率單元光纖通訊控制，完全電氣隔離#

  更高的可靠性#

  更低的成本#

  更小的體積#

九、技術(shù)參數(shù)

（1）輸出功率：                          300～5000kVA

（2）輸出頻率：                          0～60Hz

（3）過載能力：                          120％

（4）輸入電壓：                          3～10kV AC

（5）輸入頻率：                          45～55Hz

（6）輸入輸出電流諧波含量： < 5%

（7）輸入電壓變化范圍＋5％～－10％

（8）輸出頻率分辨率         0.1Hz

十、使用條件

（1）環(huán)境溫度

戶內(nèi)            0℃～+40℃

（2）空氣相對濕度

不超過 90％，變化率不超過 5％/h,且不得出現(xiàn)凝露

（3）高度

海拔 1000m 以下

（4）安裝場所

無火災(zāi)、爆炸危險，無導(dǎo)電塵埃，無腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體或蒸

汽。

（5）地面傾斜度

不大于 3 。

十一、應(yīng)用領(lǐng)域

    可適用于火力發(fā)電廠、石油、化工、自來水、礦山及冶金等眾多行業(yè)內(nèi)高壓

電機的調(diào)速、節(jié)能、軟起動及智能化控制

十二

（1）進行系統(tǒng)分析，提供優(yōu)化方案

（2）成套裝置的安裝指導(dǎo)

（3）成套裝置的試運行

（4）為運行人員提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)