高壓變頻器在現場高壓風機節能改造中的應用

1 引言

隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的發展，電氣傳動技術正經歷著比較大的革新。工業生產領域大量使用的高壓感應異步電動機，已經由傳統的改變其它機械環節的控制方法，改造為直接改變供給的交流電源的頻率和幅值的變壓變頻控制方法，進行速度調節和位移控制，從而可以提高生產工藝，降低能源消耗。特別是在當今面臨能源危機的條件下，節能降耗不僅有近期的直接經濟效益，更有長遠的社會效益。

采用新型高壓大功率電力電子器件構造的直接“高-高”式變頻器，具有結構簡單，工作可靠的特點，有很好的調速和起動與制動性能。由于采用不控整流和全控器件進行開關調制，具有輸入側高功率因數、整裝置優良的控制性能和高的運行效率。特別是通過改變送給電動機的電流的頻率，在很寬的轉速范圍內進行高效率的轉速調節，可以取得很好的節電效果，在風機和水泵的節能改造上已經得到廣泛證實。

2 高壓變頻器的系統組成和原理

該高壓變頻器為直接高－高結構，不需輸出升壓變壓器，輸出為單元串聯移相式PWM方式，其主電路結構如圖1所示。

該高壓變頻器具有運行穩定、調速范圍廣、輸出波形正弦好、輸入電流功率因數高、效率高等特點，對電網諧波污染小，總體諧波畸變THD小于4%，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標準，功率因數高，不必采用功率因數補償裝置，輸出波形好，不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機。

2.1功率單元

AMB-HVI系列高壓變頻器每相由六個的功率單元串聯而成。各功率單元具有完全相同的結構，有互換性。每個功率單元為三相輸入，單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變器結構，同時還包括驅動、保護、監測、通訊等組件組成的控制電路，其結構如圖2所示。通過控制IGBT的工作狀態，輸出PWM電壓波形。每個功率單元額定輸出電壓為580V，串聯后輸出相電壓3480V，線電壓達到6kV。

圖2變頻器功率單元圖