中压变频介绍
变频器的分类及特点介绍
变频器的分类及特点介绍随着科技的发展，现代社会中各种各样的电子设备日益增多。
其中，变频器作为一种重要的电子设备在工业生产和生活中扮演着重要的角色。
那么，什么是变频器呢？变频器是一种精密的电子设备，它可以通过改变电源的频率来调节电机转速，从而实现对电机的精准控制。
本文将介绍变频器的分类及各自的特点。
一、按照应用环境分类1. 低压变频器低压变频器是指额定电压在690V以下的变频器，其应用范围较广，主要用于家用电器、楼宇给排水、制冷空调、风机设备等各种小型设备的控制上。
低压变频器具有明显的节能效果，且可以减少电机的启动电流，延长电机使用寿命。
2. 中压变频器中压变频器通常应用于电力工业生产环境中，在电厂、水泵站、风电场等工业生产领域得到广泛应用。
中压变频器口径较大，功能强大，能够对较大功率的电机进行精准的控制。
3. 高压变频器高压变频器是指额定电压在6.6kV及以上的变频器，通常被应用于特殊的大型工业设备中，如机器人、轨道交通、大型压缩机等。
与低压变频器和中压变频器相比，高压变频器控制的是超高功率设备，天然负荷大，具有更为复杂的技术难度。
二、按照电机功率分类1. 低功率变频器低功率变频器通常指功率在5.5kW以下的变频器，主要用于控制家用电器、小型设备的马达等。
低功率变频器价格相对较便宜，适用于小型生产环境中。
2. 中功率变频器中功率变频器指功率在5.5kW-90kW之间的变频器，其应用范围较广泛，适用于中小型制造企业、楼宇安装及设备控制等领域。
3. 高功率变频器高功率变频器是指功率在90kW以上的变频器，这类变频器主要应用于重工业设备、高速列车、船舶等领域。
高功率变频器的价格多较昂贵，但可以对大型设备进行精细的控制，具有很高的应用价值。
三、按照控制方式分类1. 矢量式变频器矢量式变频器又分为矢量控制变频器和矢量变频器两类。
矢量控制变频器是一种闭环控制系统，可以实现角位移和相对速度的精准控制，增强了电机低速输出转矩和响应速度、缩短了响应时间。
中压变频器是什么
中压变频器是什么
中压变频器是一种电力调节设备，用于控制中压电力系统中的电压和频率。
它主要由整流器、逆变器、滤波器、控制器等部件组成，能够将中压电网的交流电转换为可控的直流电，再通过逆变器将直流电转换为频率可调的交流电。
中压变频器广泛应用于电力、交通等领域，具有节能、调速灵活、过载能力强等优点。
中压变频器的工作原理
中压变频器通过对输入的电力信号进行整流、滤波处理，将交流电转换为直流电；然后再通过逆变器将直流电转换为频率可调的交流电输出。
控制器可以实时监测输入输出电压、电流等参数，并根据设定的调节要求对输出电压进行调控，使得中压变频器可以实现精确的功率调节和电压频率调节。
中压变频器的应用领域
中压变频器广泛应用于电力行业的发电厂、变电站等地方，用于电能转换和负载调节；在交通运输领域，中压变频器被广泛应用于电动汽车、高铁、地铁等车辆的动力系统；在工业生产中，中压变频器可以用于控制各种电动机的转速，实现生产线的精确调速和调动；此外，中压变频器还可以用于可再生能源发电系统中，提高系统的整体效率。
中压变频器的优势和未来发展趋势
中压变频器具有节能、环保、调速灵活、响应速度快等优点，可以提高系统的整体效率；未来随着技术的发展，中压变频器将朝着更高功率密度、更高效率、更好的可靠性方向发展，以适应不断变化和提高的市场需求。
中压变频器作为电力调节设备，在工业、交通、电力等领域有着广泛而重要的应用，它的发展将进一步促进各个领域的节能、智能化和可持续发展。
中压变频器常见问题问答
dv/dt
输出电压
VOLTAGE
三电平中压变频器的输出波形
CURRENT
低压功率单元串联型中压变频器的输出波形
11．PowerFlex7000 中压变频器如何满足输入功率因数要求
6 脉冲、18 脉冲 PowerFlex7000 中压变频器的输入功率因数，在满负荷时
>0.96(与电压型变频器相当)。随速度降低，电流型 6 脉冲、18 脉冲中压变频器
频容量占电网容量比例很小的特定场合。
12 脉冲整流器的输入谐波约为 10－12％，一般用于电机功率在 1000kW 以下
且变频容量占电网容量比例较小的场合。考虑到 12 脉冲整流器在中大功率应时
用仍存在谐波隐患，PowerFlex7000 中压变频器在产品初设阶段已淘汰 12 脉冲
整流器，主推性价比更高的 18 脉冲和 PWM 整流器。
8．PowerFlex7000 中压变频器如何实现高可靠性设计
a) 技术/产品成熟，制造/应用经验丰富
罗克韦尔自动化（AB）中压部（始于1932年）
中中压压起起动动柜柜 中中压压软软起起动动器器 中中压压变变频频器器
中中压压电电机机
辅辅助助设设备备
全球领先的中压产品供应商 15年中压变频器持续开发生产及应用经验 第1代：CSI-SCR 6脉冲； 第1代：CSI-GTO PWM； 第3代：CSI-SGCT PWM 全球超过3500台(中国超过400台) CSI-PWM 中压变频器销售业绩
过载能力，故障保护功能等） • （2）现场故障模拟及诊断试验。 • （3）节能效果模拟试验
PLC控制系统
待测变频器
隔离变压器
打印机
监控终端5
力矩 传感器
力矩 传感器
中压变频器原理
中压变频器原理
中压变频器是一种用于调节交流电源电压和频率的设备。
它主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
其工作原理如下：
1. 整流器：将来自交流电源的电能转换为直流电能。
通过整流桥电路，交流电源的正、负半周分别转换为正、负直流电压。
2. 滤波器：将由整流器输出的直流电平进行滤波，去除其上的脉动，并提供稳定的直流电源给逆变器。
3. 逆变器：将滤波后的直流电压转换为所需的交流电压和频率。
逆变器通过控制开关管的开启和关闭，对直流电压进行逆变，产生交流输出。
4. 控制电路：对中压变频器的整体工作进行控制和保护。
控制电路监测输入和输出电压、电流，并根据设定值来调节逆变器的输出电压和频率。
中压变频器的原理是通过改变逆变器的开关工作频率和占空比来控制输出电压和频率。
通过控制电路对逆变器进行PWM
（脉宽调制）控制，可以实现对输出电压和频率的精确调节。
总结起来，中压变频器通过整流、滤波和逆变的过程，将输入的交流电源转换为所需的输出电压和频率。
控制电路对逆变器进行精确控制，实现对电能的调节和控制。
这使得中压变频器
被广泛应用于电力、交通和工业等领域中，以提供可调节的电能供应。
ABB ACS2000 中压变频器 说明书
ACS 2000具有一个有源前端（AFE ），在不使用昂贵、专用的变压器的情况下，将电网侧谐波降低至最低程度，同时还有功率因数校正与再生的额外好处。
ACS 2000占地面积小，可进行改造，通过直接连接至6.0 – 6.9 kV 供电电源（直接电网连接）的方式控制标准感应电机。
作为一种选择，也可以采用常规的两绕组输入隔离变压器，适应灵活的供电电压。
ACS 2000直接电网连接方式结合了无变压器的变频调速系统与电压源型逆变器（VSI ）的优点，包括优异的利用率与可靠性，高且恒定的功率因数以及良好的动态控制性能。
– 适于有或无输入隔离变压器– 直接电网连接（无变压器）提供了最低的投资成本– 有源前端（AFE ）可实现最低的电网侧谐波，且具有功率 因数校正与再生功能– 简单的变频系统集成– 三进三出布线技术使得安装快速、方便 – 适于新的或现有的感应电机– 高可靠性，低维护成本– 使用直接转矩控制（DTC ）获得精确、可靠的过程控制– 用于所有主流的现场总线适配器– 增强型变压器与电机监视– 冗余冷却风机，根据负载循环以及风机失效可自动切换泵、风机、传送机、挤出机、搅拌机、压缩机与磨机ACS 2000通用变频器提供了既简单又可靠的电机控制，适于范围广泛的应用。
该变频器可靠性高，安装便捷，调试快速，降低了总投资成本。
产品说明中压变频器ACS 2000，400 – 1000 kVA ，6.0 – 6.9 kV功率与电压范围关键特性选件示例–400 – 1000 kVA – 6.0 – 6.9 kV 风冷典型应用2 ACS 2000 产品说明 | ABBACS 2000直接电网连接型数据表逆变器类型电压源逆变器（VSI ），9 电平(线电压)，带有高压IGBT （集成门极双极晶体管）功率半导体标准所有公共标准，其中包括EN 、IEC 、CE 及NEMA 辅助电压公共400 – 480 VAC ，3相，50 Hz/60 HzUPS （不间断电源）如有的话，可连接一台UPS ，用作辅助控制电源，单相110 – 240 VAC 或110/220 VDC 。
ABB中压变频器特点和选型
ABB中压变频器特点和选型特点：1.高可靠性：ABB中压变频器采用了先进的电路设计和功率半导体技术，具有高抗干扰能力和较低的故障率。
同时，它还配备了多种保护功能，如过载、短路、过热等保护，可以确保设备的安全运行。
2.高效节能：ABB中压变频器采用了先进的PWM控制技术，可以根据负载需求实时调整变频范围和频率，从而最大限度地降低电机的能耗。
此外，ABB中压变频器还具有高效率的电源模块和电机轴负载感应技术，进一步提高了能源利用率。
3.多种控制方式：ABB中压变频器支持多种控制方式，如恒功率控制、恒转矩控制、恒转速控制等。
用户可以根据实际需求选择最适合的控制方式，实现对电机的精确控制。
4. 多种通信接口：ABB中压变频器具有多种通信接口，如RS485、Modbus、Profibus等，可以与上位机、PLC等设备进行通信，实现远程监控和调试。
此外，还支持网络通信和远程诊断功能，方便用户对设备进行远程管理和维护。
5.灵活可扩展：ABB中压变频器具有模块化设计，可以根据用户的需求进行灵活配置和扩展。
用户可以根据实际情况选择不同的插件和功能模块，实现特定的控制和监测功能。
选型：在选型ABB中压变频器时，需要考虑以下几个方面：1.电机功率：根据实际应用需求，确定所需电机的功率范围。
ABB中压变频器通常具有不同的功率型号，用户可根据电机功率选择相应的变频器。
2.控制方式：根据对电机控制的要求，选择恒功率、恒转矩或恒转速控制方式。
不同的控制方式适用于不同的应用场景，用户应根据实际需求进行选择。
3.通信接口：根据与其他设备的通信需求，选择合适的通信接口。
如果需要与上位机或PLC进行通信，需选择支持相应通信协议的变频器。
4.额定电压和频率：根据实际应用的电网电压和频率，选择相应的额定电压和频率范围。
ABB中压变频器通常具有不同的额定电压和频率选择，用户应选择与电网匹配的变频器。
5.环境适应能力：根据实际应用环境，选择具有良好适应能力的变频器。
中压交流变频器(ABB)
中压交流变频器ABB是315千瓦至100兆瓦范围内中压交流变频器的主要国际供应商。
ABB的中压交流变频器用于需要较高功率的感应及同步电机的转速和转矩控制。
我们的变频器通过ABB的专利“直接转矩控制”（DTC）技术提供精确的传动过程控制。
无需使用编码器，无论是否存在输入电压波动或负荷突变，我们的变频器能够始终保持最高的控制精度。
ABB的中压变频器根据实际需要调整电机速度，从而能够降低能源消耗。
产品概述ACS 1000，ACS 6000，LCI，ACS 6000c应用概述水泥、采矿及矿物船舶金属化工、石油和天然气发电制浆和造纸水及废水处理中压变频器产品概述ACS 1000315千瓦-5兆瓦ACS 60003-27兆瓦LCI2-46兆瓦如有要求可更高ACS 6000c14 – 27兆瓦ACS 1000适用于315千瓦至最高5兆瓦电机转速及转矩控制的中压变频器ACS 1000通过“直接转矩控制”提供精确的传动过程控制。
ACS 1000的部件总数少，从而具有较高的固有可靠性。
ACS 1000拥有大量您可以根据自己的需求进行选择的灵活备选件，随时可以改造。
产品主要特点：· 可随时改造。
可根据现有电机随时进行改造，适用于泵、风机、压缩机、挤出机、输送机等大多数中压应用。
· 正弦输出滤波器。
用于纯正弦波电压及电流输出：标准电机、电机无须降额、对电网电压无冲击、对电机绝缘不会产生共模电压。
· IGCT 功率半导体器件。
具最高可靠性· 无熔断器设计。
可靠、无老化及无需维护的电路保护。
· DTC 控制平台。
具有极高的转矩和转速性能。
ACS 1000 – 参数适用于315千瓦至最高5兆瓦电机转速及转矩控制的中压变频器ACS 1000风冷ACS 1000水冷变频器类型变频器类型VSI-NPC 电压源逆变器—中性点箝位 VSI-NPC 电压源逆变器—中性点箝位 典型应用典型应用泵、风机、输送机、挤出机、搅拌机、压缩机、研磨机。
ATV1200中压变频器介绍
变频器。
缺点：造价比较高，系统复杂。
Schneider Electric
20
选型说明
Schneider Electric
21
选型详解
Schneider Electric
22
服务承诺
客户关爱
4小时
48小时
Schneider Electric
23
Make the most of your energy™ 善用其效 尽享其能
人身安全，同时可手动使负载投入工频电网运行。 缺点：负载在倒入工频运行时必须人工干预，不 符合某些现场工况不能停机的要求。
Schneider Electric
19
自动旁路柜
二个单投隔离开关+三个真空接触器离开关
优点：在变频器出现严重故障时， 负载能够
自动转入工频电网中，不用停机；另外可以 在旁路运行的情况下，断开隔离开关，检修
Schneider Electric
2
系统原理图
Schneider Electric
3
功率单元
U
V
W
Schneider Electric
4
拓扑结构示意
● 3kV中压变频: 3个单元串联,18脉冲整流,20度移相角。
Schneider Electric 6
拓扑结构示意
● 6kV中压变频: 5个单元串联,30脉冲整流,12度移相角。
Schneider Electric 9
输出波形
● 现场调试测试曲线
输出3相电压波形实际拍摄
Schneider Electric
输出3相、空调冷却 3、空水冷却
Schneider Electric
11
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6KV
技术特点之一 真正意义上的高-高方案 —可靠性高
PowerFlex 7000
6KV功率结构：18脉冲技术方案
6KV 18脉冲整流器 (18只SCR) 6KV PWM逆变器 (18只SGCT)
6KV 输入
6KV 输出 电机
6KV /3*2.1kV
可靠性设计: 功率变换结构最简单, 故障点最少，无熔丝设计， 采用综合性能指标最好的SGCT, 电压和电流设计裕量高达3倍！
与“VSI低压变频器串联叠加方案”比较
6KV功率结构：36脉冲整流
3 H-Bridge 1-1 3 H-Bridge 1-2
3
H-Bridge 1-3
3
H-Bridge 2-1
630V功率单元结构
H-Bridge 2-2 H-Bridge 2-3
3
3
3
-Bridge 3-2
SGCT with Integrated Gate Drive Circuit Board
High Efficiency Heatsink Extrusion
凝结泵中压变频改造 方案简述
凝结水泵
一 托 二方 式
每一台泵均可工频或 变频运行 两台泵一用一备 开关可为隔离开关 或断路器 控制凝汽器内的水位 接口信号： 转速指令，分合闸命令 开关状态接点，变频器状态
10kV/6kV
国产断路器或接触器开关
国产18 脉冲 隔离变压器
6kV PowerFlex 7000 中压变频器
VFD M
6kV电机
Outdoor Transformer Reduces Control Room Size & Cost
产品特点之六 中文界面，专利结构 —使用方便！
友好的用户界面 直观,信息量大,操作方便
MV 测试中心, Cambridge, 加拿大
• 最大的变频测试中心(829平方米) • 9个测试站 60台MV柜, 72台MV开关, 91台MV接触器, 3台逆变变频器及2台测试变频器 • 9台MV电机,总容量16,650 hp • 6台变压器, 总容量15,260 kVA
全心服务于中国客户
• 4个销售地区,13个办公室 – 北京, 西安，青岛, 上海, 武汉,厦 门，南京, 香港, 广州, 重庆,深圳, 沈阳, 大连
3
H-Bridge 3-3
3
H-Bridge 1-1
3
H-Bridge 1-2
3
H-Bridge 1-3
3
H-Bridge 2-1
单元控制板
H-Bridge 2-2 H-Bridge 2-3
3
3
3
H-Bridge 3-1
光纤连接
H-Bridge 3-2
3
3
H-Bridge 3-3
中央控制系统
6KV / 18*630V
6 12 18 24 36
5 0.175 0.026 0.026 0.026 0.026
7 0.11 0.016 0.016 0.016 0.016
11 0.045 0.045 0.007 0.007 0.007
13 0.029 0.029 0.004 0.004 0.004
17 0.015 0.002 0.015 0.002 0.002
P1 = P2 N1 N2 N1 N2
2
电机转速
压力
100%
50%
Flow Head Input Power
0%
耗能
3
0%
50% %RPM
100%
Centrifugal Pump/Fan Chart
风机 / 水泵 控制方法
变频控制 阀门/挡板控制
120 100 Pump Pump Valve To Process To Process
% Pressure
80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Process Feedback Process Feedback
% Flow
120 100 80 120 100
% Pressure
60 40
% Input Power
80 60 40
20
0 20 40 60 80 100 120 140 160
冶金：
鞍钢，包钢，首钢，宝钢，梅钢，武钢，攀钢，德胜钢厂，舞阳刚厂，马鞍山钢厂，柳钢
• 石化：
大庆油田，玉门油田，胜利油田，大港油田，荆门石化，扬子石化，卢天化，南海油田，烟台 万华, 格尔木盐湖，大庆电泵厂, 渤海油田
• 水泥：
拉法基水泥厂，双马水泥厂，浙江水泥厂，重龙水泥，（风机，窑）
• 水厂：
Beijing Office Shen Yang
•
雇员400多名 – 100多名销售工程师,产品专家,行业 专家 – 70多名产品及应用技术服务工程师
Chong Qing Xi’An Shanghai Office Zhejiang University Tai Wan Shen Zhen Hong Kong
20 0
20 40 60 80 100 120 140 160
% Flow
% Flow
功率器件越好，系统越可靠！
MV SGCT
导通损耗 开关损耗 开关频率 耐压 电压阻断能力 门驱动器 故障率 故障模式 低 低 高 6500V 双向 集成 低 无爆裂 无电弧
MV IGBT
高 中 高 3300V 单向 紧凑 高 爆裂 电弧 >500 单面 高
Line Voltage
水冷
12000
Horsepower
10000 8000 5250
10000 8000 6000 4000 2000 0
9000
1557L 7000L
4160V
6600V
PowerFlex 7000
3.3/4.16/6KV功率结构：18脉冲技术方案
6500V SGCT
3.3/4.16KV时去掉
6KV 6KV 6KV
电机 CSI-PWM (SHE)
3.3/4.16KV时去掉
3.3KV (18只SCR)
4.16KV (18只SCR)
3.3/6/10KV
3.3KV (12只SGCT)
4.16KV (12只SGCT)
3.3KV
4.16/10KV
4.16KV
6/10KV
6KV (18只SCR)
6KV (18只SGCT)
• PV550操作员终端,屏幕显示 • 16 行, 每行40 字符的LCD显示 • 向导程序
– 提示用户设置，操作和故障诊断 – 对话式系统启动程序
• 棒形 LCD 显示
– 速度 – 负荷 – 电压 – 电流
• 自整定 • 多种调试模式 • 趋势跟踪
中/英文界面 任意切换！
专利功率结构
• 模块化整流/逆变单元
•
安静平稳的电机运行
– 高质量的电流/电压波形 – 低力矩脉动 – 与 IGBT变频相比可降低开关频率
技术特点之四 固有四象限运行和能量回馈功能 —快速响应负荷变化！
固有四象限运行和能量回馈功能
特别适合大惯量负载（如风机）的调速
技术特点之五 灵活的隔离变压器配置 —满足不同客户需要！
灵活的隔离变压器配置
太仓水厂，扬子水厂，常熟水厂，张家港水厂，香港DSD污水厂，（水泵）
• 矿山：
铜陵铜矿，金川，淮南, 开滦, 枣庄
功能强大，控制灵活
新一代的中压变频器 18脉冲技术方案
1557HiLitesv2 0699
风冷/水冷中压变频器 品种齐全
风冷
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2400 3300 4160 6600 HP kWatts
准备充分，万无一失
• 联锁完善，安全运行
－机械联锁 －电气联锁
• 工艺为主，充分挖潜
－变频器只是工具
• 设计联络
－工艺配合 －土建安装 －电气连接
• 人员就位，产品培训
－日常维护 －故障排除
任何疑问？？？
非常感谢!
合作成功
电机转速 与流量、压力、耗能的关系
流量
Q1 N1 = Q2 N2 H1 = H2
AB中压产品部
Cambridge, Canada
MV Starters
MV SMC Soft Starters
MV Drives
MV Motors
Accessory Equipment
Switchgear Transformers Control Houses
全中压系列产品 数千台CSI-PWM变频器安装记录 80年中压产品开发生产及应用经验 本地化售前售后技术服务 位于中国的备品备件库
M
与“VSI 三电平方案”比较
6KV功率结构：12脉冲整流
12脉冲 隔离 变压器
12脉冲 二极管 整流器 直流滤波 环节 2.3KV IGCT逆变器 变压器 升压 滤 波
IGCT三电平
6KV / 2*1.15KV
IGBT三电平
12脉冲 隔离变压器
12脉冲二极管 整流器
直流滤波 环节
2.3KV IGBT逆变器
19 0.009 0.001 0.009 0.001 0.001
23 0.009 0.009 0.001 0.009 0.009
25 0.008 0.008 0.001 0.008 0.008
技术特点之三 输出波形好 —善待电机！
输出波形好 善待电机
• 整个调速和负载范围近似正弦的电压电流 波形
– 无dv/dt, di/dt – 近似正弦波形，不会产生电机发热和绝缘 损伤