產品頻道

眾所周知，由于元器件的技術水平所限，不可能直接采用逆變技術解決高壓領域的變頻調速問題，因此，高壓變頻器的技術研究與應用一直滯后于高壓交流電動機的發(fā)展速度。 最早將變頻調速技術應用到高電壓領域的是“高—低—高”原理的技術方案，即將所用的高壓電先通過變壓器降壓，在低電壓區(qū)段進行整流逆變，然后通過變壓器將經過變頻的低電壓升回到所需高電壓，以實現高電壓區(qū)段的變頻調速。但是“高—低—高”的技術方案有幾個嚴重的缺陷：1、降壓只解決了元器件的耐壓問題，而低壓區(qū)段的電流會大大增加，大功率的高壓變頻器不易制造，并且從未涉足過10kv的領域；2、兩臺變壓器，使制造成本大大提高并且設備體積龐大; 3、由于降壓變壓器后面聯接的是整流器，所以向電網回饋的諧波很大，對電網造成了污染，必須大功率的電抗器，而且向被控電機輸送的諧波也很高；4、全部的逆變過程只是一個低壓變頻器，即使一個部分發(fā)生故障，整機都得退出工作 1995年，中國人首先發(fā)明了“串聯疊加”原理的高壓大功率交流電動機的變頻調速裝置（專利號：ZL95119585.9）。 “串聯疊加” 的原理是通過輸入隔離（切分）變壓器將高電壓切分成若干份低電壓，在每個低壓單元進行整流逆變，再將若干個逆變好的低壓單元串聯疊加成所需的高壓單元，所以不會增加低壓區(qū)段的電流。 “串聯疊加”原理的高壓大功率變頻調速裝置較好地克服了“高—低—高”方案所存在的缺陷：首先，采用“串連疊加” 的原理不僅省去了輸出用的升壓變壓器，還使輸出側的諧波減少到3%以下；更重要的是“串聯疊加”先通過輸入隔離（切分）變壓器，將高電壓切分成很多個低壓側繞組，這樣就可以將切分變壓器制造成移相變壓器，極大地減少了向電網回饋的諧波，一般都在3%以下。這種技術原理和技術方案提出了一種解決了高壓領域變頻調速問題的更加理想的途徑。從1996年開始，“串聯疊加”原理的高壓變頻技術得到了長足的發(fā)展，目前已成為全世界高壓變頻器產品的主流技術 。 盡管傳統的“串聯疊加”原理的高壓變頻器以其優(yōu)勢目前已成為全世界高壓變頻器產品的主流產品。但是： 1、傳統的“串聯疊加”原理高壓變頻器的設備比較復雜、體積大、一般都在5——-6M長，對于很多改造項目實施有一定的困難； 2、高壓大功率機電設備的電流大，溫升較高，必須對功率元器件進行良好的通風散熱。而在我國南方大部分地區(qū)，夏季的環(huán)境溫度都會在40℃左右，通風已起不到散熱的作用；而且通風和防塵又是一對很難解決的矛盾。所以傳統的高壓變頻器在高粉塵、高濕度、高氣溫及腐蝕性氣體的環(huán)境中不能安全的使用； 3、大多數傳統的“串聯疊加”原理的高壓變頻器采用單片機作為控制程序的核心器件，單片機的抗干擾性比較差，而使用高壓變頻器的大都是用電情況復雜的“工業(yè)環(huán)境”，干擾比較大；另外單片機也不適合長時間不間斷的運行。所以，早期的傳統的“串聯疊加”原理的高壓變頻器，經常由于程序紊亂而發(fā)生故障，甚至出現事故； 4、傳統的“串聯疊加”原理的高壓變頻器，設備比較復雜，電纜多，再加上是價格比較貴的綜合技術產品，很難實現由用戶進行的“現場維護”； 5、大多數傳統的“串聯疊加”原理的高壓變頻器采用的是PWM技術，一般有2.5KHz左右的基頻，功耗和溫升都比較高，IGBT的壽命自然也就比較短； 6、因為串聯疊加”原理的高壓變頻器的操作比較復雜，事故率也就比較高。通過10幾起事故的處理和事故原因的分析發(fā)現，絕大部分的事故是由于操作期間的誤操作或電腦以及器件的誤動作而導致的。 所以，在推薦和選用高壓變頻器的時候，一定不要僅僅考核其業(yè)績的多少，業(yè)績的多與少并不能真實的反映生產廠的產品技術水平。一定要對上述的“缺陷”有解決的措施， 山東點石節(jié)能科技開發(fā)有限公司自主開發(fā)成功的TS-HVAF型“串聯疊加”高壓變頻器，實現了高壓變頻器產品的重大技術突破，克服了傳統觀念高壓變頻器存在的缺陷。 一、極大的拓展了高壓變頻器的應用領域：采用了全密閉熱交換技術（專利申請?zhí)枺?00410080498.3 和200620012395.8），不與外界環(huán)境直接進行空氣交流，徹底克服了傳統高壓變頻器在高溫、高濕、高腐蝕性氣體、高粉塵、防爆等環(huán)境中不能安全使用的缺陷。更重要的是：由于使用的是制冷型熱交換器，可以將高壓變頻器功率單元柜內的溫度，控制在電子元器件特別是半導體的最佳工作溫度，在這個溫度下電子元器件運行的更安全，過載能力能得到了充分的發(fā)揮，使用壽命也大大延長，極大的提高了高壓變頻器的品質。 二、開關器件的負荷及能耗最低，使用壽命最長： TS-HVAF型高壓變頻器用脈動直流疊加原理（最高頻率50Hz）代替了傳統的PWM（一般有2.5KHz左右的基頻）技術，這樣不僅大大減少了輸出的諧波，更主要的是大大降低了開關器件的開關頻率和負荷，減少了開關器件的能耗，使高壓變頻器的運行更加安全可靠，同時也延長了開關器件（IGBT）的使用壽命。 三、抗干擾能力大大提高，控制程序最穩(wěn)定： 在TS-HVAF型高壓變頻器的中央控制系統中用大規(guī)模集成電路取代了傳統的高壓變頻器中的單片機，實現了“軟件問題硬件處理”，將全部的控制程序固化在“硬件”里面，在任何情況下—-包括上位機和中央控制系統掉電或損壞，也不會出現程序紊亂、死機等現象，高壓變頻器仍可以在原工況狀態(tài)繼續(xù)安全運行。并且極大的提高了抗干擾能力，使設備的運行更加安全、穩(wěn)定和可靠。 四、運行更加安全、可靠，實現小故障可以安全運行： 由于控制程序的穩(wěn)定可靠，使得TS-HVAF型高壓變頻器可以在傳統高壓變頻器的基礎上增加切分和疊加單元數，并配以“波形連續(xù)變換”技術，一旦個別功率單元出現故障，輸出電壓的損失比較小，仍能夠維持較高功率的運行，即可以在46Hz（10KV，47Hz）及以下頻率繼續(xù)安全運行。這就是說，TS-HVAF型高壓變頻器即便出現一些故障，也基本能夠滿足一般用戶的正常使用。 五、整機最簡捷，大故障可以實現現場維護： TS- HVAF型高壓變頻器的柜內主電路無電線、電纜，極大的減少了接線電阻和可能的故障點，整機布局簡捷、清晰，大大提高了高壓變頻器整機的可靠性。整機單元化，更換一個功率單元只需勞動7個羅絲，10分鐘內即可完成，在故障提示系統的提示下，完全可以實現用戶的現場自我維護和檢修。 六、產品的出廠檢驗最有效： TS-HVAF型高壓變頻器唯一實現了整機運輸，不僅安大大縮短了現場安裝、調試的時間，將因安裝、調試造成的停產損失降到最低；更重要的是高壓變頻器在生產廠所作的全部調試和檢驗更加真實、可靠和有效。 七、最完善的防誤操作系統，唯一可以進行防誤操作驗收的高壓變頻器： 根據用戶提出的要求以及現場使用的實際情況，TS-HVAF型高壓變頻器可以設置比較完善的防誤操作系統，保證最大限度的避免由于操作人員誤操作而發(fā)生故障的可能，TS-HVAF型高壓變頻器是唯一主動提出可以簽定“防誤操作協議”并在設備驗收時進行防誤操作試驗的高壓變頻器產品。 TS-HVAF型TS-HVAF/R型高壓變頻器的研制成功，可以說是高壓變頻調速領域的一次革命，極大地提高了高壓變頻器使用的可靠性、安全性，適用性，最大限度地滿足了用戶的需求，使高壓變頻器能夠在更廣泛的領域得到應用，對促進高壓大功率電機的變頻調速改造，必將起到積極的促進作用