高压变频器在同步电动机上的应用分析
中压大功率同步电动机三电平变频调速系统分析
采 用 Ｎ Ｃ三 电平 结 构 ， 用 Ｐ Ｐ 即采 ＷＭ 可控 整流 ， 系 使 统对 电网的谐 波污染控 制得很 低 ，同时具有 较高 的
功 率 因数 。 中间直流环 节 的电压 由两个 电容 串联来
承担 。逆变 环节 采用对 称 三 电平 Ｎ Ｃ结构 ， Ｐ 每个 桥 壁 由 ４个 ＩＣ 、 Ｇ Ｔ 反并联 二极 管及 ２个箝 位二极 管组 成 。由于反并联 二极管 的作用 ， 不需设 置 ｄ／ｔ 冲 ｕｄ缓
０ ●ｏ ●０ ●０ ●０ ●◇ ●０ ●０ ●ｏ ● ◇ ● ０ ●０ ●０ ‘０ ●０ ●０ ●０ ●０ ● ｏ ●０ ●０ ●０ ●０ ● ０
高 ，焊接性 能 良好 。通 过工艺 技术 的改进 ，解决 了 Ｊ Ｓ 铜钢在生产 中容易 出现热脆 的难 题 。Ｎ 钢作 Ｎ 含 ＪＳ 为济钢具 有 自主 知识产权 的钢种 ， 自开发 以来 ， 多 在 的经济效 益 。
交 变频 器 的最高输 出频率 约为 电网频率 的 ４ ％ ， ０ 系
动 电路 集 成在 一起 ， 具有 电 流大 、 电压 高 、 开关 频 率
高、 损耗低的特点 ， 可以省去复杂的吸收电路 ， 是取
代 Ｇ Ｏ晶 闸管 的新 型 器件 。ＩＣ Ｔ Ｇ Ｔ在 可靠性 、高 效 率 、 功率 方 面得 到 了认 可［ 在 中压 大功 率逆 变 器 大 Ｉ 】 ， 中得到 了迅速地发 展 。现 在 ３３ Ｖ及 以上 的大功 率 ．ｋ 交流变频 调速 系统 中 ， 广泛使用 由 ＩＣ Ｇ Ｔ组成 的三 电 平 Ｎ Ｃ结 构型式 。 Ｐ 图１ 为变换器 的主 电路 结构 。 电路 由 ４部 分组 成 ：输入 变压器 、 Ｃ Ｉ Ｔ三 电平 Ｇ Ｎ Ｃ整流器 、中间直流 环节及缓 冲电路 、 Ｃ Ｐ Ｉ Ｔ三 电 Ｇ 平 Ｎ Ｃ逆 变器 。变压 器将 三相 工频交 流电压变 为需 Ｐ
烧结系统主抽风机的变频生产与节能应用
烧结系统主抽风机的变频生产与节能应用摘要随着自动化控制技术的不断进步，冶金行业对自动化高效化、节能化有了更高的要求，本文采用高压变频控制技术对烧结主抽风机同步电动机在启动过程中实现降压、降噪、减少电网高次谐波，并在生产时可控调速，以达到节能省电效果。
关键词：高压变频器变频控制节能环保1前言高压大功率同步电动机是当前烧结主抽风机的常规配置，也是钢铁企业烧结工序中的核心设备。
烧结主抽风机的起动多采用降压起动，起动电流通常是额定电流的 3～5 倍，不仅严重冲击电网和电网中的其他用电设备，而且冲击电流导致电动机振动大、发热快、绝缘易老化。
因烧结工艺参数或配料变化，通常采用调节主抽风机风门开起度的方式来调节烧结机风箱的风压和风量，但是电动机的输出功率几乎不变，导致电能较大浪费。
因此，采用先进的高压变频技术实现主抽风机的起动和调速控制，是烧结生产提高产量和质量、降低能耗的重要措施。
2高压变频器的工作原理和系统组成2.1高压变频器的工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元等组成，三相高压电进入高压开关柜，经输入降压和移相等处理后为功率柜中功率单元供电；其次，变频控制柜中的控制单元对功率柜中功率单元进行整流、逆变控制、检测等处理，使得频率可以根据需要通过操作界面给出；最后，控制柜中控制单元将控制信息发送至功率单元中进行整流、逆变等调整，输出所需等级的电压，基本控制原理如图1所示。
图1电机的转速满足如下的关系式：n =（1-s）60f/P=F×（1-s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s：滑差）从式中看出，电机的同步转速F（F=60f/P）正比于电机的运行频率f，由于滑差s一般情况下比较小（0~0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。
，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。
电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
高压变频器在主通风机电控系统中的应用
作者 简 介 ： 霞 （９ ４一）பைடு நூலகம் ， 程 师 ， 于美 １７ ， 工 本科 学 历 ，９ ６年 毕 业 于 １９
① 闸门调节 ； ②改变通风机转速 ； ③改变前导器叶片角 度； ④轴流式通风机改变动叶安装角 ； 轴流式通风机 ⑤
轴流通风机 变频器 改造应用
Ｂ
风 能力 。
关键词
中 图 分类 号 Ｔ ６ ５ Ｄ３
文献 标 识 码
梁家 煤矿 主通 风机采 用型号 为 １ ５ Ｎ ．７轴流 Ｋ ８ ０２ 式通风机 ， 拖动 电机 原为 同步 电动机 ， 功率 为 ５０ Ｗ。 ６ｋ 随着矿井不断延伸 ， 需风量、 所 风压增 加 ， 风机需 用功 率也随之增 加 ； 而其 控制 设备 因效 率 低、 控制 方式 落 后， 安全性差等缺点 ， 已不适合矿井生产的要求 。
作范 围， 由于风机 在投运 的初 始 阶段所 需风量相对风
（） １ 轴流式通风机的一般性能曲线如图 １ 所示 。 从 图中可看 出 ， 压力 曲线有驼 峰。工 况点如 在驼 峰右侧 区域时 ， 通风机的工作状态是稳定 的； 工况点如
・收稿 日期 ：００— ６一Ｏ ２１ ０ ８
机风量都 比较小 ， 至小很多 ， 甚 因此在风机 投运的初始
３ 变 频 调 速 的 基 本 原 理 交 流异 步 电动 机 的 转子 转 速 ｎ可用 下 式 表 示 ：
现象使风机产 生较大 的机械振 动应力 ， 重影 响到电 严
动机、 风机及其它机械的使用寿命 。 （） ３ 变频运行 即使在输人容 量不 大于变频额定 容 量的情况下也能满足。并 能保护其它在线设备 免受谐 波干扰 ， 同时能防止与其 它调速装置发生 串扰 。 （） ４ 变频 运行 可 获取 几 近 完美 的正 弦 波输 入 电 流 ， 功率 因数在整个 调速 范 围内无 需使用外 部功率 其 因数补偿 电容即可超过 ９ ％ ； ５ 另外 ， 电柜 、 配 断路器 和 变压器不会 因无功功率而 引起过载 。 （） ５ 变频运行时 ， 变频 器本身提 供正 弦波输 出， 只 产生极少的失真电压波形 ， 其产生的电机 噪声极微 小 ， 无须使用外 部输 出滤波器 ， 电机也不必降额使用 ； 消除 了变频器引发的使 电机发热 的有害谐 波 和转 矩脉 动， 从而降低了机 械设备 的应 力 ， 共模 电压 和 ｄ／ ｔ ｖｄ 产生 的应力也减至最小 。 （） ６ 变频 运 行 可 以实 现 如下 保 护 ： 电 压、 电 过 过 流、 欠电压 、 缺相保 护、 变频器 过载 、 变频器 过热 、 电机 过载保护、 出接地 、 输 输出短路 等功能 ， 并提供故 障、 断 电、 停机等报警。 （） ７ 变频装 置带 故 障 自诊 断 功能 ， 所发 生 的故 对 障类 型及故障位置提供 指示 ， 就地显示并远方 报警 ， 便 于运行人员和检修人员辨别和解决所 出现 的问题 。变 频装 置有对环境温 度的监 控 ， 当温度 超过变 频器允许 的环境温度时 ， 变频器提供报警 。
【橡胶】ME800高压变频器在高压永磁同步电机上的应用(20150511)
轧胶工序工艺流程示意图
1）密炼机特点是启动电流大，要求低速大转矩；密炼机电机具有恒转矩的负载特性，每4分钟内一个混炼周期。
其混炼周期内电机负载情况如下：
在混炼周期
永磁同步专用控制系统第二CPU板
2.2用户密炼系统配置情况
3.2 ME800
现场密炼机现场生产中
5．总结
新时达ME800系列高压变频器拖动永磁同步电机在橡胶轮胎行业的成功应用再次巩固了新时达高压变频器在橡胶行业应用的技术领先地位，密炼机负载的低速高转矩要求本身就是对变频器是一种性能挑战，永磁同步电机的应用更是对新时达研发水平的检验，新时达勇于探索新技术，为橡胶轮胎行业创造出更大的节能空间，为橡胶轮胎企业密炼机调速系统提供更加高效的解决方案。
同步电机高压变频装置在煤矿主通风机的应用
比较 结 果 电压
＋ｌ． １４ ＤＣ
—０ ８ ％ Ｄ Ｃ
一ｌ ． ％ 一９７ ７９ ．％ Ｄ Ｃ Ｄｃ
ＤＣ ＤＣ
２ １ 基本 工作 原理 （ ２ ． 图 ）
该高压变频器采用无谐波功率单元串联多电平技 术。由电网送来 的三相 ６ Ｖ交 流电经过隔离移相变压 ｋ 器供给每相 ４个 共计 １ ２个 单相 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ逆变器 功率 单
运行及正反转控制 ； ２ 备用工频运 行 ： （） 即实现单 台电 机手动切换工频运行及正反转控制。 １２ 同步 电动机 的励磁装 置 改造方 案 ．
主通风机以前使用的 Ｋ Ｌ Ｇ Ｆ一１ 型励 磁装置 ， 电器
元件较多 ， 障率高 ， 故 电动机 在启 动过程 中冲击 量 大，
运行 过 程 中经 常 出现 继 电 器 线 圈 烧 坏 或 可 控 硅 损 坏 ，
制也就显缛及其重要。 目前 ， 国内比较流行的做法就是采用高压变频。本文从改造方案 ， 交频器特点， 使用效果等方面介绍 了高压 变频 系统在
煤矿通风机 同步 电机上的使用情况。
关键词 同步电机 高压 变频
文 献标 识 码 Ｂ 中 图分 类 号 Ⅱ）３ ６ ５
山东 省 里 彦 煤 矿 主 通 风 机 采 用 两 台 ６ Ｖ、８ ｋ ｋ ６０ Ｗ
励磁电流极不 稳定 ， 严重影 响 电动机的使 用寿命 和主 扇风机 的安全运转 。因此改造势在必行 。 比较不 同厂 家的厉磁装置 ， 选择 Ｂ Ｋ Ｐ Ｚ励磁装置 。表 １ Ｂ Ｋ 为 Ｐ Ｚ励
元， 本相上 的 ４ 功率单元输 出的 Ｓ ＷＭ 波相叠加后 ， 个 Ｐ 三相采用 Ｙ形连接 ， 将形 成线电压为 ６ Ｖ的高质 量的 ｋ 正弦波输 出， 供给两台 ６０ Ｗ 的主扇 电机 。主控 柜和 ８ｋ 功率柜之间采用 光纤隔离 技术 ， 防止 了电磁干 扰。功 率单元采 用交 一直 一交 变频技术 ， 单相输 出，Ｇ Ｔ元 ＩＢ 件采用先进高效 的热管散 热技术 ， 大大提 高了的工作 可靠性 。 ２ ２ 具 有完 善 的显示 、 护和 故障诊 断功能 ． 保 高压变频系统每个 功率单元都 有一个 显示器 ， 该 显示器平时显示变频 单元 的中间直 流电压 ， 旦单元 一 出现故障 ， 该显示器显示相应的故 障代码 ， 工作人员可 通过故障代码直 接判断故障。 控制柜上和操 纵台上均设 有一个 显示屏 ， 户可 用 以通过显示屏 方便地 了解这个 系统的工作情 况 ， 系 在 统 出现故 障时， 显示屏将 为维修人员 提供有效 的故障
煤矿通风机同步电机变频调速改造
在检修维护时间内组织完成外，矸仓屋面、支承座等项目均安排在其它时间段内进行安装改造。
2．3改造的效果（1）滚动筛筛分效率达100%，且不受入洗前中块物水份影响。
中块物洗选自生介质浓度稳定，使得洗精块含矸率始终低于国标30%左右；降低了洗矸含煤率，资源回收率达95%以上，年回收洗精块1200t，年创效益100万元左右。
煤泥水大幅下降，月处理成煤泥约360t，全年平均有8个月时间煤泥可直接消化处理，剩余4个月时间的煤泥在次年夏季消化处理完毕，效益显著提高。
降低中块物含粉筛分处理功耗7kWh，年降耗1．0万余kWh。
（2）滚动筛筛分效率高，使用喷雾除尘，产尘源基本被消除。
（3）滚动筛分级后筛下物粒级感观好。
为解决中块物转载中跌落和圆筒仓内挤压破碎造成灰分提升，采用比前端生产加工工序方孔小一级筛孔，保证了筛下物灰分比原煤分级后的产品灰分还略有下降。
（4）中块筛下物通过双功能转换设施，不仅能从中间部位入仓，且能进入盘转系统，仓容量也得到100%利用。
生产外运间歇性不均衡时，也可将同质煤输入该仓而减少盘转费用。
由于颗粒物不易离析和输送机在屋面支承座全部取消，不积杂物、不渗水，使得锥形产品仓给料均匀顺畅优势得以发挥，商品煤发运配煤的均化、匀质、稳定效果大幅提升。
（5）筛下物可直接进入盘转，大大降低员工劳动强度，也减轻装载机工作量和劳损及降低油耗。
3结语中块含粉筛分工艺环节革新项目，改造投入资金约10万元，投入运行一年多来，年创收节支130万元以上，产生较好经济效益和社会效益，同时，结合生产实际，在高度复杂条件的艰苦情况下对工艺和设备进行改造，不仅培养锻炼了员工队伍，也对类似条件下的选煤厂技术改造提供借鉴和参考。
浅析煤矿通风机同步电机变频调速改造侯海军（山东里能里彦矿业有限公司，山东邹城273517）摘要该文根据山东里彦煤矿对通风机同步电动机电控的高压变频改造，介绍了高压变频调速技术在同步电动机控制中的调速应用、节能优势等特点，并且分析了高压变频系统的原理及构成。
负载换流变频技术在高压电动机启动中应用研究
负载换流变频技术在高压电动机启动中应用研究摘要：本文根据实际的工作经验对负载换流变频技术在高压电动机启动中应用做了简要的研究。
关键词：负载换流变频技术；高压电动机；启动；应用研究abstract: in this paper, according to the actual work experience in load flow changing frequency conversion technology in high voltage motor launch a brief application.keywords:load flow changing frequency conversion technology; high voltage motor; launched; application research中图分类号：f407.61文献标识码：a 文章编号：随着电力电子技术、微电子学、自动控制理论、计算机技术以及先进制造技术的不断发展，电气传动技术也发生了一场历史性革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术。
交流静止变频器开始广泛应用于高压大功率同步电动机启动领域。
1高压电动机的启动方式同步电动机以其可调的功率因数、转速与电网频率严格保持同步等良好的运行特点，在大功率电气传动领域独占熬头，因此高压大功率同步电动机广泛应用于冶金、钢铁、石化等行业。
但是，同步电动机的启动对电网电压波动和电机本身绝缘、机械结构的影响很大，因此同步电动机的启动一直是一个相当复杂的的问题，其启动方式长期以来是人们关注的一个重要课题。
高压大功率同步电机常用的启动方式通常有：直接全压启动、串联电抗器降压启动、变频启动等，其中最佳的启动方式为变频启动。
如果采用异步启动方法，依靠阻尼绕组进行启动，启动时间短，但吸收很大的电抗电流，因此造成的电网电压降低对电力系统的扰动将十分严重，一般是不允许的。
高压变频器的同步投切功能在同步发电机系统中的应用
它是 由 ３ 个高压真空接触器 Ｋ ～ Ｍ Ｍ１ Ｋ ３和 ２个高压隔
离开关 Ｑ １和 Ｑ ２组成 。要求 Ｋ ， Ｍ２不能和 Ｋ Ｓ Ｓ Ｍ１Ｋ Ｍ３同
时闭合 ， 电气上实现互锁 。变频运行 时 ， Ｍ１和 Ｋ ２闭 在 Ｋ Ｍ
合 ， Ｍ３断 开 ； 频 运 行 时 ， Ｍ３闭 合 ， Ｍ１和 Ｋ Ｋ 工 Ｋ Ｋ Ｍ２断 开 ， 并 且 带 同步 投 切 功 能 。项 目方 案 如 图 １ 所示 。
ａ ｓ ｎ ｈｒ ｎｏ ｏ ｏ ｉ ｈ ｒ ｖ ｙ ｃ ｒ ｎｏ ｅ ｒ ｔ ｒ ｙ ｃ ｏ ｕｓｍ ｔ ｒ ｗｈ ｃ ｄ ｉ ｅ ａ ｓ ｎ ｈ ｏ ｕｓｇ ｎｅ ａ ｏ
Ｌ ｅ ｇｎ ＡＩ ｉ— ａ ｇ Ｊ
ｆ ｉｎ ｅｄ ｒ Ｈａｖ ｓ Ｅ ｅ ｔ ｃＴｅ ｈ ｏｏ ｉｓＣｏ， ｔ ， ａ ｇ ｉｇＢｅ ｉｇ，０ ２ ５ Ｂｅ ｉ ｇＬ ａ ｅ ＆ ｊ ｒ ｅｔ ｌｃｒ ｃ ｎ ｌｇｅ ．Ｌ ｄ Ｃｈ ｎ ｐｎ ｉｎ １ ２ ０ ） ｉ ｊ
变频 器 对其 进 行 启 动 调 速 。 需 要 ５ ｚ电源 时 ， 高 压 变 当 ０Ｈ 用
频器启动 到 ５ ｚ ， ０Ｈ 后 对其进行 同步投 切到工频使用 ； 当需
要 ６ ｚ电源 时 ， 变 频 器 启 动 运行 到 ６ ｚ 用 。 ０Ｈ 用 ＯＨ 使
建生 产线 配备 了两套 同步发 电机组 ，分 别是 ５ ０ Ｖ ０ｋ Ａ和 ０ １ ０ Ｖ 用于 变压器产 品出厂前的各种试验所需 电源。 ５ ０ｋ Ａ， ０ ５０ ０ｋ Ａ发 电机组 的同步 电动 机采 用变压器 降压启 动 ， ０ Ｖ １ ０ Ｖ ５ ０ｋ Ａ发 电机组 的同步电动机 由于功率较 大 ， 有时 ０ 且
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高压变频器在同步电动机上的应用分析
引言
高压变频器是一种将直流电源转化为交流电源的装置。
在现代工业生产中，高压变频器越来越受到人们的重视。
它可以让电动机工作在最佳转速，在保障生产安全的同时，也大大提高了电能利用率。
在本文中，我们将探讨高压变频器在同步电动机上的应用，以及它的优缺点。
同步电动机
同步电动机是一种特殊的交流电机，与异步电动机相比，它具有较高的效率和较低的损耗，因此在某些应用场合中更具优势。
它的转速是由供电电源的频率和极对数决定的，即转速固定。
但在实际应用中，由于负载的变化、机械阻力等因素的影响，同步电动机一般无法精准地保持额定转速。
因此，为了满足生产需要，需要对同步电动机进行调速。
高压变频器
高压变频器是专门为高压电机提供的一种变频器。
其主要功能是将直流电源转换为高频交流电源，从而实现对高压电机的调速。
高压变频器的基本工作原理是通过对电源的直流电进行逆变，通过高频变压器输出高频交流电。
高压变频器可以实现无级调速，从而使同步电动机在不同负载下达到最佳转速，提高效率和稳定性。
高压变频器在同步电动机上的应用分析
优点
1.无级调速：高压变频器可以实现无级调速，与传统的机械式调速方式
相比，具有更高的精度和更大的范围，可以满足不同生产需求。
2.提高效率：同步电动机的效率与转速有关，高压变频器可以根据负载
的变化来控制电机的转速，从而最大程度地提高效率，减少能源浪费。
3.减少机械损耗：高压变频器可以使电动机始终工作在最佳转速下，减
少机械损耗，延长电机的使用寿命。
缺点
1.造价昂贵：相比于传统的机械式调速设备，高压变频器的造价高，对
于一些中小型企业可能不太现实。
2.系统稳定性较差：高压变频器需要与同步电动机配合使用，如果不合
理设计安装，可能会导致系统不稳定、易损坏等问题。
3.偶尔会产生噪音和电磁干扰：高压变频器工作时产生的高频信号可能
会对其他电子设备产生干扰，同时也有可能产生噪音。
结论
综上所述，高压变频器在同步电机上的应用具有一定的优点和缺点。
它可以提高电机的效率和稳定性，减少机械损耗，但是在实际应用中需要合理设计和选购设备，从而保证系统的稳定性和可靠性。