【摘要】：本文介紹了在主扇風機中大功率高壓變頻器的應用，對于大功率高壓變頻器的優勢進行詳細的講解，對其在實際中的運行效果進行了概括性的評價和全面分析，另外還設計到其調速原理等內容。

　　【關鍵詞】：大功率,高壓變頻器,主扇風機,原理,應用

　　一、引言

　　通過對傳統的變壓器的了解，發現其在使用中存在一定的弊端，并且對資源的浪費比較嚴重。隨著科學技術的發展，大功率高壓變頻器應運而生，其優勢在主扇風機的應用中尤為突出，取得了良好的效果，實現了低消耗、高效益的經濟目的。

　　二、異步電動機變頻調速原理

　　對同步轉速的改變是通過改變定子供電頻率來變頻調速，都可以保持較小的轉差率在高速到低速的調速中，整個調速過程效率高、消耗轉差功率小，這是最為實用而合理的異步電動機調速方法。從公式n=6Of/p(1一s)(轉差率為s，頻率為f，電機轉速為n，電機的極對數為P)能夠得到，如果供電頻率f均勻的改變，也就是對電動機的同步轉速進行平滑的改變。機械特性較硬、平滑性較高、調速范圍寬這是異步電動機變頻調速的優點，在很多領域都有得到廣泛應用。

　　三、大功率高壓變頻器變頻調速具有的優點

　　(1)解決了不可調節的電機定速旋轉引起的嚴重自然浪費現象;

　　(2)變頻調節基本上與工況變化同步、響應極快，改變了耗能高且跟不上工況變化速度的擋板調節線性太差的狀況。

　　(3)帶故障自診斷功能是變頻裝置又一特點，能夠提供中文指示并對所發生的故障位置和故障類型就地顯示，對于出現的問題便于檢修人員及運行人員進行解決和辨別。對環境溫度方面變頻裝置能夠進行監控，變頻器會提供報警在其允許的環境溫度被超出時。

　　(4)功率因數從變頻前的0.85左右到變頻后的0.95以上，得到了一定提高;

　　(5)變頻后不再存在負載閥門或擋板調節所引起的大量節流損失;

　　(6)97%的整機效率，本身損耗能極小的高壓變頻器。

　　(7)實現無啟動沖擊電流、零轉速啟動，使啟動負載降低、沖擊扭振減輕;

　　(8)欠電壓、缺相保護、過電流、保護失速、保護短路、過電壓、保護電機過載、變頻器過載、保護瞬時停電、保護半導體器件的過熱等都是變頻裝置所設的保護，這些保護符合國家關于這方面的標準規定。而且提供的報警有停機、斷電、故障等。

　　四、設備的方案設計和選型

　　(1)過去常用的輸入降壓變壓器屬于低壓變頻器的一種，它的運行程序是先對電網電壓進行下調，然后再變頻;電機采用的是低壓電機或之前的高壓電機，然而在使用高壓機的時候，需要在電機和變頻器之間增加一臺升壓變壓器，變頻方式為高-低-高。在這個過程中容量比較小的低壓變壓器對電網側的諧波較大。在技術逐漸成熟之后，對主扇通風機的變頻控制改造工作由高壓變壓器來完成。如Diamond—HV一06/600型高壓變頻器在現實中的廣泛應用，其變頻容量為600Kva、輸入功率wie45-55Hz、適配電機功率為475Kw。

　　(2)直接采用“高-高”形式作為高壓變頻調速系統的頻率變換形式，其結構為單元串聯多電平拓撲，多組功率模塊并聯形成主體結構;采用互為備用的人機界面控制和LED鍵盤控制作分別是變壓裝置控制形式，可以從界面上對它們進行增減負荷、開停機等操作，而且只是一年的故障記錄被保留;調速范圍是20%-100%，不增加補償功率因數的狀況下，功率因數能夠達到0.95z在變頻系統輸入端;保護電子不受dV/dt應力和共模電壓的影響，并且對于輸出電纜的長度變頻裝置沒有任何要求。

　　五、在主扇風機中大功率高壓變頻器的應用

　　(1)主扇風機與變頻裝置的連接方式如下圖：

　　主扇風機6kV開關為DL;變頻裝置隔離刀閘為K1、K2、K3，變頻刀閘為K1、K2，工頻刀閘為K3;經旁路刀閘K3后6kV電源還可以直接啟動電動機，經出線刀閘K2變頻裝置輸出送至電動機，經變頻裝置刀閘K1后6kV 電源輸入到高壓變頻裝置。

　　(2)調速原理

　　交-直-交電壓源型作為存在于高壓變頻設置中，它能輸出極其類似于理想狀態下正弦波形的電流波形，相對較低分量對電網有害的諧性波，對逆變器輸出電壓的幅值和頻率是通過改變調制波的幅值和頻率來實現的。三單元疊加作為6kV高壓變頻器每相的疊加形式，在每單元中1275V是最高輸出交流電壓，在每單元中1800V是直流電壓。對電機變頻調速控制是通過疊加后的變頻器幅值可調的正弦波線電壓與輸出頻率來實現的。

　　(3)工作方式

　　主扇風機系統擁有兩臺風機，一臺風機系統是保持原運行方式，另一臺變頻拖動方式。工頻變頻切換的旁路柜應用于變頻裝置中，在故障情況下變頻裝置直接通過倒閘操作進入工頻運行方式，很快的切換速度，能夠10min內啟動風機，比之氣操作簡單可靠的反風，保證生產正常運行。

　　(4)在風機的高效區高壓變頻器如何進行調速

　　“①n<213r/min;②，n>732r/min;③406r/min580 r/min;②，n<500 r/min” 是現有條件下風機廠家提供的風機運行轉速范圍，保持在0°角即原角度運行1#風機風葉，使變頻器運行需要在工頻狀態下，風機運行的可靠性得到保證。如果運行一段時間出現可靠穩定現象時，加風機前支板數2塊并且調節風機調為大角度5°角或10°角繼續運行。此時對變頻器進行調頻使得頻率運行降低，然后根據實際情況進行變頻控制運行，保持風機運行在高效區，使運行效率提高。某次使用中風機變頻控制前后運行參數如下圖：

　　應用變頻調試實現的功能有：風機能夠在變頻和工頻工作方式之間進行快速切換;依據實際需要節約電能和調節風量;主扇風機的無級變頻調速與平滑啟動，使風機效率提高。

　　七、結束語

　　通過上述異步電動機變頻調速原理和優勢、設備的方案設計和選型以及主扇風機中大功率高壓變頻器的應用方面的闡述，大功率高壓變頻器在主扇風機中的應用取得了良好的效果，實現了低消耗、高效益的經濟目的。

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