高压变频器在同步电动机上的应用分析

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。

阶段采用变频调速就显得尤为重要。 （） ２ 煤矿通风机 通 常采用 的几 种 调节 风量 方法 ：
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 。

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。

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

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。

收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ６ ２ １— ６２
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

变频器控制电机实现同步和主从控制策略研究李雪峰，于梦琦（内蒙古化工职业学院，内蒙古呼和浩特　０１００７０） 摘　要：本文对变频器控制电机实现同步控制和主从控制的各种策略方法进行了详细阐述，并分析了各种方法的优缺点。

关键词：同步控制；主从控制；电机 中图分类号：ＴＥ３５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１７）１０—００２９—０２ 在变频器应用场合中，有很多要求多台电机进行主从控制或者同步控制的，通过变频器与上位机互相配合，实现控制的方法有很多种。

在调速精度要求不严的场合，可以利用变频器自身的调整功能构成开环同步控制，这种方法也称为准同步控制。

在要求动态过程完全同步或者实现主从跟踪的场合，必须采用闭环跟踪控制方法。

１　简易的开环控制同步方法通用变频器的出厂设置都为开环系统，在不超出其输出功率和负载转矩时，也可以达到频率设定值，变频器与电机构成的系统使电机的输出转矩通过内部控制算法自动调整，并与负载转矩相平衡。

所以，即使在开环的情况下，变频器带动电机通过转差自动补偿功能及转矩提升功能，也能达到设定值。

开环同步只能是“准同步”运行，在要求不高的系统中可以采用。

实现开环同步的方法有如下几种：１．１　采用共电位的型式通用变频器具有０－５Ｖ或者０－１０Ｖ的频率设定端子，通过向每个变频器的端子施加相同的电位，可以起到同步控制的作用。

这种型式的优点是系统构成简单，不需要提供独立的电源，缺点是连接距离很短。

１．２　采用电流环链路的型式电流环链路型式优点是结构简单，可进行长距离的连接，抗干扰能力比较强。

缺点是系统中要增设一个电流源。

这种型式使用中每台变频器都需要就地微调节，现场操作比较麻烦。

１．３　采用一台变频器控制多台电机靠外力同步运行的型式在火力发电厂上煤机的交流牵引系统中，运煤小车一般有四个轮子，如果小车的跨度比较大时，希望每个轮子独立驱动，由于轨道摩擦力的平衡作用，可以采用一个变频器驱动四台异步电动机的作法，轨道摩擦力使四台电机工作在基本相同的条件下。

由于 同步 电 动机 励 磁 可 以工 作 在 过 励 状
调速传 动控 制 中取得 巨大 的成功 。酒钢 为
态。 能够改善供 电系统 的功率 因数 ， 给用户 带来 真正的 实际效益 ，这 种特性更 使 得用
户 对同步 电动机青睐有 加 。 然而 ， 由于 同步
调整 产品结 构投资数 亿的 不锈钢 冷 轧工程
酒钢 科技
－
５ ５
３Ｏ ． ２５ ． ２Ｏ ． １５ ．
－
—
—
一
１Ｏ ． ０５ ．
－
Ｏ
－
０５ ． １Ｏ ． １５ ． ２Ｏ ． ２５ ． ３Ｏ ．
一
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０
１ ２ ３ ４０ ０ Ｏ Ｏ
５ ６ ０ ０
７ ０
８ ９ ｌ０ ｌ０ １０ ｌＯ １０ ｌＯ ｌｏ １ ｌＯ ０ ０ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７０ ８
单元 在结构上 相 同 。这一点 在 图 １ 所示 的 结 构 图中可 以明显地 看 出。每一 相整 流模
高 、 率高 和开关频率 高 等特 点 。 效 因此它特
别适 用 于 中压变 频器 。２个 零 电平 导通 二
块 由 ４个离 散式 Ｉ Ｃ 即二极 管 没有集 成 Ｇ Ｔ（
维普资讯
是电压 型变频器 ， 以在 所有 负载 条件 下 ， 所
其 功率 因数 在 ０９ ． ５以上 。 Ｃ ６ ０ Ａ Ｓ ０ ０变频 器 用 ｌ 波输入 ， 而减少 了高 次谐 波 。 当 ２脉 从
供 电系统 Ａ、 Ｃ三相 平 衡时 ， Ｃ ６ ０ Ｂ、 Ａ Ｓ ０ ０功
率单元 的 输 入电流失 真小 于 ｌ 这样 ， ％。 就

轴流式鼓风机静 叶可 调技 术 的成熟 ， 同步 电机的 为
应用创造了条件 ； 同步 电动 机驱 动 的全静 叶可调 轴 流式鼓 风机具 有设备 简单 、 投资省 、 占地小 、 建快 ， 基 能耗低 的优 点 ； 电动机 驱动 系统 不存在 蒸 汽机 的锅 炉烟气排 放 问题 ， 符合 环境 保护 的要 求 。大 型高 炉
意 的事 项 。
关键 词 ： 高压变频调速技术
高炉鼓风机 拖动系统 Ｌ Ｉ Ｃ 电流源型变频器 同步电动机
Ａｎ ｌｓ ｎ Ｓ ｆ ｔｒ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ ｏ ａ ｇ －ｃ ｌ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｏｏ ｎ ｙ ｉａ ｕｔ ａｙ ｉ ｏ ｏ ｔＳ ａ ｔＣｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆＬ ｒ ｅ ｓａｅＳ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓＭ ｔｒ ａ ｄ Ｔ ｐｃ ｌ ｓ Ｆａ ｌ ｓ
Ｎｅ Ｉｏ ｍａ ｉ ｇ Ｐｌｎｔ ｗ ｒ ｎ— ｋ ｎ ａ ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｉｈｖ ｈ ｇ ａｉ ｌ ｆ ｑ ｅ ｃ ｐ ｅ ｄｕ ｔ ｇｔ ｈ ｏ ｇ ； ｌ ｅ ｆ ｌ ｔ ｕｎ ｃ ； ｒ ｅｓｓ ｍ；Ｌ Ｉ ｕ— ｙ ｒ ｓ ｈ —ｏ ａｅ ｖｒ ｂｅ ｒ ｕ ｎ ｙｓ ｅ ｄａ ｊｓ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｅ ｉ ｅ ｏ ｂｏ ｒ ａ ｒａ ｅ ｄ ｉ ｙ ｔ ｙ ｗ ｏ ｂ ｓｆ ｖ ｅ Ｃ ｒ ｃ
１ 变频 器 的技术 数据 及其 组成
南 钢科技 与管理
馈信号 ；
４ 逆 变 器 侧 装 有 Ｌ Ｍ 的 电子互 感 器 ； ） Ｅ
２ １ 年第 ３ ００ 期
的相应绕组 ， 并产 生一个 旋转磁 场 ， 带动转 子旋 转 ，
转 子旋 转 的速 度 由逆 变 器 的 触 发 周 期 确 定 ， 电机 当
２１ ００年第 ３期

高压永磁同步变频一体机在港口皮带机实践应用作者：周文锦邢亮管辉高玉军刘锡安宋承林来源：《中国水运》2021年第06期摘要：永磁同步变频一体机作为一种全新概念的永磁电动机形式，将电动机与变频器一体化设计，节省了励磁电流，减速器，液力耦合等装置，具有高效、节能、环保、安全的特点。

本文以港口矿石输送皮带机应用案例为出发点，介绍分析了永磁同步变频一体机技术的优势，改造方案及实施效益，该方案对于散货港口推广技术应用具有借鉴意义，能创造巨大的社会效益。

关键词：皮带输送机;永磁同步变频一体机;高压;散货港口中图分类号：U692 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）06-0061-03新型节能设备的应用既是国家战略的需要，也是建设绿色生态港口的需要。

电动机作为散货运输码头的主要动力驱动，巨大的电能消耗成本是促使董矿公司技术创新，推进节能减排的内部动力。

皮带输送机原驱动形式为电机+耦合器+减速箱的传统方式，供电电压为10kv，功率315kw-630kw不等，皮带机驱动能力设计余量充裕，实际运输功率低于额定设计能力，如果节约这部分能源，将创造大量的社会经济效益。

永磁同步电机综合展现了一种全新的电机设计和运行概念，具有高功率密度、宽调速范围、高效率、高功率因素及体积小、重量轻等显著优点，尤其是随着高性能钕铁硼永磁材料（第三代）的问世，这种磁铁的磁能积（BHmax）大于钐钴磁铁，是当时全世界磁能积最大的物质，稳定性强，剩磁和矫顽力极高，能吸起自身重量六百多倍的物体永磁电动机技术产生了里程碑式的发展。

目前主流的可行性方案有三种，即变频器调速、液力耦合调速、永磁磁力耦合调速。

节能原理均是通过改变负载的转速实现节能的目的，变频调速技术在煤矿中广泛使用，现阶段矿井带式输送机原煤运输系统、综采工作面胶带输送系统大多采用变频调速、异步电动机驱动方式，而安装到散货港口的永磁电动机均为分体式，降低了整体效率，一体式设计的高压大功率永磁变频电动机应用鲜有案例。

高压变频器原理及应用1、引言电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。

所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性.目前，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。

其应用领域和范围也越来越为广范，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了技术先决条件。

2、几种常用高压变频器的主电路分析（1)单元串联多重化电压源型高压变频器.单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联,弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。

所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。

但其存在以下缺点：a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT),装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题；b）所需高压电缆太多,系统的内阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多；c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的,造成电压、电流不平衡,从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏；d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出；e）输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出;f）由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中,6kV三相6绕组×3（10kV时需12绕组×3）延边三角形接法，在三相电压不平衡（实际上三相电压是不可能绝对平衡的）时，产生的内部环流，必将引起内阻的增加和电流的损耗,也相应的就造成了变压器的铜损增大.此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低,也就影响了整个高压变频器的效率。

高压变频器HIGH-VOLTAGE INVERTER东芝三菱高压变频器在永磁同步电机上的应用Application of TMEIC Medium Voltage Inverter in PMSM安徽海螺水泥股份有限公司黄恒(Huang Heng)摘要：本文介绍TMEIC高压变频器在永磁同步电机上的应用和特点。

关键词:永磁同步电机；TMdrive-MVe2高压变频器；IGBT整流；弱磁调速Abstract:This paper introduces application and characteristics of TMEIC medium voltage inverter in PMSM control. Key words:PMSM;TMdrive-MVe2medium voltage inverter;IGBT rectifier;Flux weakening【中图分类号】TN773［文献标识码】B【文章编号】1561-0330(2021)05-0068-071永磁同步电机的应用背景随着稀土永磁材料和永磁电动机技术的发展，近年来，具有体积小、重量轻、效率高、功率因数高和控制特性好等优点的永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)得到了深入研究和广泛应用。

随着变频技术的日趋完善，永磁同步电机驱动系统的优势越来越明显。

永磁同步电机釆用高性能的稀土永磁体产生主极磁场，系统调速精度高，调速范围宽，输出特性硬，运行平稳，还具有转速不随负载波动的特性，可使其输出转速保持恒定，在某些机械传动系统中可省去减速箱，实现直连驱动。

目前，永磁同步电机(PMSM)以其高功率密度、高性价比等优点受到国内外的普遍重视，因此，对永磁同步电机的调速控制研究具有非常重要的意义。

2永磁同步电机的结构及其特点2.1永磁同步电机概述永磁同步电机的转子采用高性能的稀土永磁材料，使得电机尺寸减小；由于发热主体在定子侧，散热也比较容易；同时，其结构简单、效率和功率因素高及输出转矩大等特点，这些优点使得永磁同步交流伺服系统已成为现代伺服系统的主流，在很多驱动领域己经取代直流电机。

高压变频器在矿井提升机电控系统上的应用摘要：文章主要是分析了矿井主提升机电控系统的发展历程，同时讲解了高压变频在矿井主提升机上的实际应用情况，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键词：高压变频器；主提升机；功率单元1 引言煤矿主提升机是矿井中重要的组成部分，其对矿井的安全生产起到了十分重要的作用。

主提升机中的电控系统是其的核心设备，其的实际运行情况会直接影响到主提升机的运行。

文章主要是分析和探讨了高压变频器在煤矿主提升机上的具体应用情况。

2 提升机电控系统发展过程20世纪50年代至60年代初期，属于提升机电控系统发展的第一阶段,采用串电阻调速方式,由高压接触器换向,由继电器进行控制的方式，绕线式异步电动机转子回路串电阻后能限制启动电流和提高启动转矩,并能在-定范围内调速,具有结构简单.坚固耐用、安装方便、维护简单等优点。

目前,这种拖动系统在我国中小型矿井和部分老矿井还有-定的市场。

在随后的发展过程中，提升机电控系统还经历了发电机一电动机拖动和晶闸管整流装置供电的直流拖动阶段。

到了80年代初期,世界上第一台交-交变频器供电的同步电动机拖动的矿井提升机在西德问世，标志着井提升机的电力拖动进人了交流变频拖动阶段。

交变频器是将三相交流电源从固定的电压和频率,变换成电压和频率可调的交流电源,不需设置中间耦合电路,主要优点是只进行一次能量交换,所以效率较高。

随着科学技术的不断发展和进步，到80年代中期,高压变频器的产业化开始形成，交-交变频器已经发展成为交-直-交变频器，使用的主要元器件已经SCR.GTR?GTO发展到ICBT、IECT?ICCT(SCCT)等,功率范围从几百千瓦到几十兆瓦，技术已经成熟，可靠性得到保证,在各行业机电设备中的应用越来越广。

3 高压变频在矿井主提升机上的应用3.1 变频控制的工作原理变频器是将50Hz或60Hz固定10kV或6kV电网频率变换成0～50Hz可调频率的功率变换设备。

0
引
言
步电机正常停机和故障灭磁问题 � 由于交流同步电动机在可靠性与维护量 , 功 率因数 , 电机尺寸与转动惯量, 弱磁比等方面有其 自身的优势， 对于大容量电机， 例如工业应用上大 功率的空气压缩机 , 水泵, 煤炭与有色金属行业中 的大功率提升机和钢厂大容量轧钢机等均采用同 步电机驱动� 据统计， 我国的高压同步电机大部 分运行在低负荷区 ， 能耗大, 效率低 ， 会造成电力 的大量浪费， 是变频改造效益显著的用户� 实践 表明: 同步电机应用高压大功率变频调速系统， 经 济效益良好， 其可靠性也可得到保证 �因此， 我国 高压同步电 机变频调速装置将 来的市场前景 良 好� 我国从 2 0 世纪 70 年代开始交流同步电机调 2 0 世纪 8 0 年代初已研制 成功交 速技术的研究， - 交变频同步电机的试验样机， 但高压大功率交 2 0 90 流变频调速装置直到 世纪 年代后期才得到 发展� 上海发电设备成套设计研究院自 1 999 年 开始通过对国内, 外高压变频装置进行调研， 确立 了总的技术方案 ， 采取智能功率单元串联多电平
高 压同 步 电 机 变 频 调 速 技 术 及 应 用
梁安江， 张海燕， 柳 毅， 李建功 ( 上海发电设备成套设计研究院，上海 2 002 4 0 )
摘 好效果� 关键词: 同步电机; 高压变频装置; 变频调速 中图分类号: TM 92 1 . 5 1 :TM 3 41 文献标志码: A 文章编号: 1 673 -6540 ( 2 01 0 ) 050 042 -04 要: 着重阐述了高压同步电动机变频调速工程应用 技术上的 难点及 解决措施 ，2 0 02 年底， 研制出 1 2 5 0 kW /6 kV 高压 2 003 年 7 月通过由上海市经济委 变频装置样机 ， 2 003 年 9 月正式投入 员会主持的产品技术鉴定 ， 运行， 2 005 年底又成功研制生产了国产最大容量 高压变频装置， 容量 5 000 kW ， 已在宁夏 某药业 有限公司成功投运 �2 006 年 ， 该公司开始着手研 制容量 9 600 kW /1 0 kV 的高压变频装置， 2 007 年 初申请获得国家高技术研究发展计划 ( 8 63 计划 ) 专题课题 �

管 阻特性 曲线 Ｒ１ Ｑ 持不变 ，额定转 速时 的扬 一 维 程特性 曲线Ｈ —Ｑ ａ 与管阻特性 曲线相交于点Ａ，流量为
Ｑａ ，出 口扬 程式为Ｈ ，当转速降低时 ，扬程特性 曲线 ａ 变为Ｈｃ —Ｑ，它与管阻特性 曲线Ｒ 一Ｑ的交点将下移到 １
１／４ ０ ２１ ３ 。压缩 空气 主要 满足电解车间打壳 、下料用 风
值减少 到最低程度 。 （ 下转９ 页 Ｊ ９
信息系统工程 Ｉ２ １．２ ０２ ． ５０ ９ １
气压缩机停机 ，这时可 由工频旁路直接供 电 ，使空气压 缩机正常工作。 ３ ． 停机灭磁功能。变频停机 时，从现场或主控室向 变频器下 达 “ 停机”命令 ，变频器驱动同步电机减速至 停机频率 ，然后停止输 出电压 。最后在现场或主控室分 断断路器 Ｑ ，由其辅 助触点通知励磁 装置灭磁 ，灭磁 Ｆ
五 、改 造后 的效果 分析
序
１ 型蟹
规
范
参 数
ＨＲＶＲ－ＳＯ０５ Ａ Ｓ Ｅ ＴＶ Ｉ／ ４
１ ． 网侧 功率因数。原 电机直接 由工频驱动时 ， 提高 满载 时功率 因数为０ ５０９ ，实际运行功率 因数远低于 ． ．． ８ ２ 额定值 。采用高压变频调速系统后 ，电源侧 的功率 因数 可提高Ｎｏ９ 以上 ，大大的减少无功功率 的吸收 ，进一 ．５
引 言
为更好地贯彻落实国家 “ 节能减排 ，清洁生产 ”精 神 ，我公司大力倡导 “ 约挖潜”活动 ，针对一些高能 节 耗设备如空压机高压电动机率先进行 了变频改造 ，以达
到 “ 节约生产 ，提效增值”的 目的。 Ｄ １０１ 一活塞式压 缩机 （ 一０ ／０ａ 以下文 中简称 空压机 ） 为 我厂 的关键设 备 ，主要用于供给风动工具 和风动机械所 需 的压缩空气 ，由于频繁的启 、停机 ，以及空压机电机