高壓交流調(diào)速系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，主要目的是為了節(jié)能或滿足工藝要求。此類應(yīng)用一般只對(duì)電機(jī)調(diào)速范圍有要求，對(duì)調(diào)速精度沒(méi)有嚴(yán)格要求。國(guó)內(nèi)某著名風(fēng)機(jī)公司委托深圳市微能科技有限公司研制能嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)速，用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)不同速度下運(yùn)行特性的高精度交流調(diào)速裝置。

　　該系統(tǒng)由2臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置組成，其中一臺(tái)由2000KW/10KV的2極電機(jī)拖動(dòng)；另一臺(tái)為3500KW/10KV的2極電機(jī)拖動(dòng)?？紤]到系統(tǒng)采用一套4000KW/10KV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)不同要求，可將2套風(fēng)機(jī)試驗(yàn)裝置之一由高壓切換柜切換至高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)上，以便測(cè)試對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在10KV電源側(cè)采用多達(dá)54重化整流技術(shù)，電網(wǎng)側(cè)諧波污染小，功率因數(shù)高，無(wú)需功率因數(shù)補(bǔ)償及諧波抑制裝置，對(duì)同一電網(wǎng)上用電的其它電氣設(shè)備不產(chǎn)生諧波干擾。

　　在輸出側(cè)由每個(gè)單元的L1、L2輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，由于采用移相疊加正弦脈寬調(diào)制SPWM技術(shù)，輸出諧波非常小，可消除葉片與軸承的振動(dòng)，無(wú)需諧波抑制裝置可直接適配各種電機(jī)。

　　高壓變頻器主控制部分采用電機(jī)控制專用MCU與CPLD及FPGA器件為控制核心，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行控制計(jì)算及各種信號(hào)的檢測(cè)、分析判斷和處理?？刂破髦形娘@示，具備顯示頻率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、故障等功能?？刂齐娫床捎脙陕冯娫醋詣?dòng)切換技術(shù)，保證供電可靠性。另外，當(dāng)控制電源掉電后，可由系統(tǒng)配備的UPS繼續(xù)供電。

　　主控制部分和單元控制部分通過(guò)光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，可有效避免電磁干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用多個(gè)功率單元串聯(lián)的形式。對(duì)于10KV系統(tǒng)，每相九個(gè)單元串聯(lián)，每個(gè)功率單元輸出交流有效值Vo為640V，相電壓為5760V，線電壓為10000V。

　　電壓疊加形成高壓輸出原理結(jié)構(gòu)

　　功率單元主要由三相橋式整流、濾波電容器、IGBT逆變橋構(gòu)成，同時(shí)還包括由功率器件驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、信號(hào)采集、光纖通訊等功能組成的控制電路。通過(guò)控制IGBT的工作狀態(tài)，輸出PWM電壓波形。每個(gè)電壓、電流規(guī)格大小相同的功率單元在結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。

　　功率單元主電路基本結(jié)構(gòu)

　　風(fēng)機(jī)檢測(cè)高壓交流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下。

　　風(fēng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)示意圖

　　通過(guò)操作臺(tái)上的啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和急停按鈕，可控制高壓變頻器的啟動(dòng)、停止和急停；也可通過(guò)操作臺(tái)的觸摸屏實(shí)現(xiàn)變頻器的啟動(dòng)、停止和急停操作，并使用觸摸屏來(lái)設(shè)定變頻器的給定頻率。還可通過(guò)操作變頻器本機(jī)的觸摸屏啟動(dòng)、停止或急停高壓變頻器，并使用數(shù)字給定頻率調(diào)節(jié)變頻器。

　　操作臺(tái)上的觸摸屏還可顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓、電流、給定頻率、輸出頻率以及故障信息等，并通過(guò)modbus協(xié)議上傳至上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　由于現(xiàn)場(chǎng)有2000kw和3500kw2臺(tái)不同功率的風(fēng)機(jī)試驗(yàn)裝置，因此對(duì)電機(jī)和負(fù)載的保護(hù)值也不盡相同，當(dāng)選擇不同風(fēng)機(jī)試驗(yàn)裝置時(shí)可通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇2000kw和3500kw兩種保護(hù)狀態(tài)。

　　通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)精確測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，作為轉(zhuǎn)速反饋構(gòu)成閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。

　　WIN-HV系列4000KW/10KV高壓交流調(diào)速裝置操作臺(tái)

　　WIN-HV系列高壓交流調(diào)速裝置通過(guò)操作臺(tái)上或變頻器本機(jī)上的觸摸屏進(jìn)行運(yùn)行頻率數(shù)字給定。運(yùn)行頻率范圍為0.10Hz～50.00Hz，頻率分辨率為0.01Hz。通過(guò)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，完全可以達(dá)到轉(zhuǎn)速精度0.3%的要求。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有故障報(bào)警和故障查詢功能，提高排除故障效率，為用戶維護(hù)提供方便。具有自動(dòng)記錄運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行顯示的功能，并對(duì)顯示數(shù)據(jù)分類，方便日常維護(hù)。同時(shí)可通過(guò)串行通信與上位機(jī)連接，將運(yùn)行狀態(tài)信息上傳到上位機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、報(bào)表打印等。

　　當(dāng)變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障停機(jī)或?qū)ψ冾l調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行檢修時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接接電網(wǎng)工頻運(yùn)行，以提高整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)能力，保證用戶負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)行要求。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有功率單元旁路功能。當(dāng)某個(gè)單元發(fā)生單元過(guò)熱、單元短路、單元過(guò)壓等故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)將該功率單元從系統(tǒng)切除，同時(shí)將與其同級(jí)不同相的其它兩個(gè)單元切除，保證系統(tǒng)在一定的帶載能力下繼續(xù)運(yùn)行。

　　WIN-HV系列4000KW/10KV高壓交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于用戶的風(fēng)機(jī)測(cè)試上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試合格，已通過(guò)用戶驗(yàn)收。