变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。

1.什么是高压变频器

高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型和电压型变频器;按着有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。

 

1.什么是高压变频器

(图片来源于网络)

    
(1)电流型

由于在变频器的直流环节采用了电感元件而得名,其优点是具有四象限运行能力,能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流,装置结构复杂,调整较为困难。另外,由于电网侧采用可控硅移相整流,故输入电流谐波较大,容量大时对电网会有一定的影响。

 

(2)高压型

由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名,随着技术的进步,高压变频器可以实现四象限运行,也能实现矢量控制,已经成为当前传动系统调速的主流产品。

 

(3)高低高型

采用升降压的办法,将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。原理是通过降压变压器,将电网电压降到低压变频器额定或允许的电压输入范围内,经变频器的变换形成频率和幅度都可变的交流电,再经过升压变压器变换成电机所需要的电压等级。

 

这种方式,由于采用标准的低压变频器,配合降压,升压变压器,故可以任意匹配电网及电动机的电压等级,容量小的时候(<500KW)改造成本较直接高压变频器低。缺点是升降压变压器体积大,比较笨重,频率范围易受变压器的影响,还有就是由于引入了变压器使得系统效率比较低。

 

 

2.高压变频器工作原理

原理:

高压大功率变频调速装置被广泛地应用于大型矿业生产厂、石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。

 

在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载,占整个用电设备能耗的40%左右,电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。这是因为:一方面,设备在设计时,通常都留有一定的余量;另一方面,由于工况的变化,需要泵机输出不同的流量。随着市场经济的发展和自动化,智能化程度的提高,采用高压变频器对泵类负载进行速度控制,不但对改进工艺、提高产品质量有好处,又是节能和设备经济运行的要求,是可持续发展的必然趋势。对泵类负载进行调速控制的好处甚多。从应用实例看,大多已取得了较好的效果(有的节能高达30%-40%),大幅度降低了自来水厂的制水成本,提高了自动化程度,且有利于泵机和管网的降压运行,减少了渗漏、爆管,可延长设备使用寿命。

 

 

3.高压变频器应用

应用领域:

电力:引风机、送风机、一次风机、吸尘风机、增压风机、排粉机、给水泵、循环水泵、凝结水泵、渣浆泵

冶金:除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵

石化:注水泵、电潜泵、输油泵、管道泵、排风机、压缩机、除垢泵

水务:供水泵、取水泵

环保:污水泵、净化泵、清水泵

水泥:窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘机、生料碾磨机、供气风机、冷却器排风机、分选器风机、主吸尘风机

造纸:打浆机

制药:清洗泵、一次风机、二次风机

采矿:排水泵、排风扇、介质泵、渣浆泵