一、高壓大功率變頻器介紹
電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)和生活的動(dòng)力供給中，其用電量占社會(huì)總用電量
的 80％以上，在實(shí)際運(yùn)行中，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵和機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)調(diào)
節(jié)其風(fēng)流量、水流量和傳動(dòng)力時(shí)，可通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)減小流量或傳
動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，耗電量隨之減少，從而可以達(dá)到節(jié)電的目的。實(shí)現(xiàn)對
電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有多種方法，而變頻調(diào)節(jié)方案則是其中最佳方案，因此采用變頻
技術(shù)節(jié)省電動(dòng)機(jī)的耗電量，無疑會(huì)收到巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
進(jìn)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(jī)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(jī)、水泵等高壓大容量電機(jī)的用電量占電機(jī)總用電量
的 70％以上，對其變頻調(diào)速由于實(shí)現(xiàn)技術(shù)困難，直到進(jìn)幾年才剛剛起步。隨著
電力電子技術(shù)、自動(dòng)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.
二、常用調(diào)速方式分類
根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性表達(dá)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)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(jī)械能形式回饋機(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)。變頻調(diào)速和機(jī)械調(diào)
速除適用于異步電機(jī)外，還可用于同步電動(dòng)機(jī)。
三、高壓大功率變頻器產(chǎn)品特點(diǎn)
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(diǎn)：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(hù)難度也較大。同時(shí)，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(jìn)口。
四、新型高壓大功率變頻裝置特點(diǎn)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(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓
交流電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置，變頻器采用先進(jìn)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(fèi)用，也避免了停機(jī)所帶來
的損失；其線路簡單，運(yùn)行中變頻器損耗為常規(guī)的三分之一，同時(shí)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(jì)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(jìn)而消除了大部分由單個(gè)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(diǎn)：
# 無高次諧波，無需輸出濾波裝置
# 可以驅(qū)動(dòng)普通高壓電動(dòng)機(jī)，而不會(huì)增加電機(jī)溫升，降低電機(jī)容量
# 電機(jī)電纜無任何長度限制
# 保護(hù)電機(jī)絕緣不受 dv/dt 應(yīng)力的損害
# 不會(huì)因?yàn)橹C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(yuǎn)程 I/O 控制：通過變頻器內(nèi)置 PLC 的 I/O 接口，與遠(yuǎn)程開關(guān)按鈕
相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)，變
頻器自動(dòng)采用相應(yīng)的保護(hù)措施，并保存故障發(fā)生時(shí)的時(shí)間、原因、故障
點(diǎn)及故障時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，可幫助維護(hù)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(dá) 97％以上
# 可直接四相限運(yùn)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(xiǎn)，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(jī)的調(diào)速、節(jié)能、軟起動(dòng)及智能化控制
行業(yè) | 負(fù)荷類型 |
火力 發(fā)電 | 送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、給水泵、熱網(wǎng)供水泵、熱網(wǎng)回水泵、磨煤機(jī) |
城市 供水 | 取水泵、送水泵 |
石油 | 注水泵、輸油泵、輸氣泵 |
化工 | 壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、水機(jī)等 |
礦工 | 礦井提升機(jī)、渣漿泵、通風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等 |
冶金 | 給水泵、除塵風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、制氧機(jī) |
水泥 | 水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、研磨機(jī)等 |
制糖 | 離心傳動(dòng) |
造紙 | 均漿機(jī) |
十二
（1）進(jìn)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(yùn)行
（4）為運(yùn)行人員提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)
