高压大容量变频技术学术报告
高压变频技术简述与应用
高压变频技术简述和应用
内容介绍
功率器件概述 大容量多电平变换器发展概述 高压变频器对电网的影响 高压变频器对电动机的影响 三电平PWM电压源变频器原理 三电平PWM逆变控制策略 PWM整流的基本原理 三电平PWM整流控制策略
IGCT系统现存问题初步探讨
二、大容量多电平变换器发展概述
1、大容量变换器分类和特点
二、大容量多电平变换器发展概述（续）
• 缺点： （1） 晶闸管较多，接线复杂； （2） 输出频率范围窄，只能为1/3~1/2的电网频率； （3） 采用相控整流，功率因数低。
传统的交-交变频主要用于大容量低速重载调速场合，如轧机主传动装置。 由于 晶闸管与 GTO相比价格便宜很多，且器件单管容量可以很大，换流损耗小，该项 技术已经非常成熟，所以自20世纪80年代以来，这种变频器应用得还是很多。
二、大容量多电平变换器发展概述（续）
二、大容量多电平变换器发展概述（续）
• 优点： （1） 换流效率非常高，损耗主要是器件开关损耗； （2） 能实现四象限运行和任意功率因数，所需滤波元件容量小，系统动态响应 快； （3） 控制特性好，可对输出电压和频率及输入电流和相位分别控制，且双边谐 波含量少。 • 缺点： 要求较高频率的大容量双向开关（数千至数十千赫），控制对象复杂，且电压利用 率较低。 • 发展： 随着高压大容量IGBT、IGCT研制的成功，通过图中（b）~（d）所示器件的组合 也可以实现双向开关，从而使高性能、高效的电力变换成为可能。
基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统的研制应用
基于I G C T的高压大容量三电平变频调速系统的研制应用孙晓瑛赵争鸣袁立强(电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084)摘要本文介绍了“基于I G cT的高压大容量三电平变频调速系统”的立项背景、研制历程和取得的技术成果，并阐述了该系统含有的一些主要的关键技术和应用情况。
关键词：高压大容量变换器；IG cT；三电平；变频调速系统；节能增效T he D eV e l opm ent and A ppl i cat i ons of t he H i gh V bl t age and H i gh P ow e r T hr ee-l eV el A dj us t abl e Spee d Sys t em E qui pped w i t h I G C T s鼬，z‰o岁伽g2施口口Z『lPng，行伽g玩口n L f鸟f口，l g(T．s i nghua U ni V ers i t y，Bei j i ng100084)A bs t r act Thi s pap er i nt roduc es t he bac kground，pr oc e duI．e and achi eV em ent s of hi gh V ol t a ge andhi g h pow e r t hr ee—l eV el adj ust abl e s peed s ys t em equi pped w i t h t he I G C7r s．A nd t he key t echni ques re l a t e d m i s s ys t em ar e al s o pre se nt s i n t hi s paper．K ey w or ds：hi gh V ol t a ge and hi g h pow e r i nV ener；I G C T；t hr ee—l eV el；adj us t abl e s peed dri V e sys t em；ene略y s aV i ng1引言清华大学与国电自动化股份有限公司经过6年多的共同合作，围绕“基于I G CT的高压大容量三电平变频调速系统”项目的研发及其产业化过程中出现的各种技术难点和关键问题，艰苦攻关，取得了多项重大技术研究成果。
高压变频调速节能技术在输油管道上的运用研究
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
２ ０ １ ４年 第 ０ ５ 期
高压变频调速节能技术在输油管道上的运用研究
赵 树 宏 田德 芹 刘 雪冬
（ 中 国 石 化 管 道 储 运 公 司荆 门 输 油 处 ， 湖北 荆 门 ４ ４ ８ ０ ０ ０ ）
平。
３ 输油 泵机 组变 频调 速系统 的设计
（ １ ） 合 理 确 定 变 频 调 速 系 统 型 号 。 离 心 泵 的 主 要 作 用 是调 节流量 ， 对输油泵 电机进行 变频 ， 使得 电机 的转 速 发生 改变 ， 从 而 达 到 调 节 输 油 泵 工 况 的 目 的 。 通 过 对 该 技 术 的 分析 研究 ， 考虑实 际运用的情况 ， 在 该 输 油 管 道 输 油 泵 机 组 选择 上 ， 最 后 决 定 采 用 ＨＡ ＲＳ ＶＥ ＲＴ— Ａ ０ ６ ／ ２ ２ ０型 高 压 变 频 调速 系 统 。 （ ２ ） 变 频 凋 速 系 统 的 具 体 组 成 。 该 系 统 运 用 单 元 串 联 ５ 具 体 的 运 用 效 果 在 上述输油 管道 中 ， 通 过运 用高 压变频 调速节 能技术 ， 多 电频技术 ， 变频 器 的组 成 包括 移 相变 压器 、 功率 模 块 、 控 其综合 节 电率约 ２ ７ ， 按 每 年 运 行 制 器 功 率 模 块 结 构 及 电 气 性 能 完 全 一 致 ， 并 能 够 进 行 互 取 得 了 良好 的 节 能 效 果 ， ５ ０天 ， 电费 ０ ． ６元 ／ ｋ Ｗｈ计 算 ， 每 年 节 约 电 费可 达 ｌ １ ０ ０多 万 换， 而 移 相 变 压 器 的 运 用 能 够 改 善 网侧 电 流 波 形 。 控 制 器 ３ 元 ， 具 有 显 著 的 经 济 效 益 。另 外 该 技 术 的 运 用 还 减 少 了 泵 的组成包 括 高 速 单 片机 、 工控 Ｐ Ｃ、 Ｐ Ｉ Ｃ， 单 片 机 采 用 的 是 轴 、 轴承 的磨损 ， 降低 了泵 轴、 轴承运行时的温度 ， 从而延长 了 Ｐ ＷＭ 控制 ， 通过 互联网 ， 能够进行远 程监控 ， 也 可 以进 行 网 其使用寿命 ， 减 少了维护工作量 ， 也 具有 良好的经济效 益。 络 化控制 在控 制器 和功率单 元之 间 ， 运 用 光纤通 讯技 术 ，
高压大功率变频器的研制及应用
高压大功率变频器的研制及应用【摘要】本文介绍了高压大功率变频器的研制及应用情况。
在首先介绍了背景信息，指出高压大功率变频器在工业生产中的重要性。
其次阐述研究意义，即提高生产效率和节约能源。
最后列出了研究的目的和意义，即提供技术支撑和推动产业发展。
在详细介绍了高压大功率变频器的技术特点，研制过程与方法，关键技术突破，以及其应用领域和优势。
结论部分对全文内容进行总结与展望，指出未来发展趋势和对行业的影响。
高压大功率变频器的研究和应用将对工业生产产生重要影响，具有广阔的应用前景。
【关键词】高压大功率变频器、研制、应用、技术特点、研制过程、关键技术、应用领域、优势、展望、总结、发展趋势、行业影响1. 引言1.1 背景介绍随着新能源和智能制造技术的不断发展，高压大功率变频器在各个领域的应用也越来越广泛。
从工业生产到交通运输，从航空航天到船舶制造，高压大功率变频器都发挥着重要的作用。
研究和制造高压大功率变频器已经成为当前电力电子领域的热点之一。
本文将围绕高压大功率变频器的技术特点、研制过程、关键技术突破、应用领域、优势和前景展望等方面展开深入探讨，旨在全面了解高压大功率变频器的研制及应用情况，为相关行业的发展提供参考和指导。
1.2 研究意义高压大功率变频器是电力系统中的重要设备，其研制和应用对于提高电气设备的效率和稳定性具有重要意义。
高压大功率变频器作为电力系统中的关键设备，其稳定性和性能直接影响着整个电力系统的运行效果。
对高压大功率变频器的研究具有重要意义。
研究高压大功率变频器可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
通过优化设计和改进技术，可以降低设备的故障率和提高设备的工作效率，从而保障电力系统的正常运行。
研究高压大功率变频器还可以推动电力系统的现代化和智能化发展。
随着科技的进步和社会的发展，电力系统需要不断更新和完善，高压大功率变频器作为电力系统的核心设备，其研究将促进电力系统的现代化转型和智能化发展，推动电力行业的进步和发展。
毕业设计47高压变频的调速的设计
第一章概述我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上（不包括低压电动机），大部分为风机泵类负载，这些电动机大都由6KV 驱动，它们大多工作在高能耗、低效率状态。
覆盖电力、石油、化工、冶金、制造、环保、市政等行业，其耗电量占全国总用电量的25％左右。
以发电厂为例，随着我国电网的扩大、机组装机容量的增加以及负荷峰谷差的拉大，发电机的负荷率降低，大型发电机组也要参加调峰运行，而为满负荷设计的大型辅机工况调节方法不适合于调峰运行方式，导致辅机和驱动的异步电动机都工作在低效率区域，造成大量的能源浪费，而且随着启停次数的增多对辅机、电动机及电网的冲击也更频繁。
在我国火力发电厂中，各类泵和风机的用电量占火力发电厂自用电量的85%左右，例如引风机、送风机、一次风机、循环水泵、凝结水泵、给水泵、灰渣（浆）泵、、排粉机等等，尤其是风机的裕量明显过大，如果采用挡板调节，即使在机组满负荷输出的挡板开度也较小。
而水泵和风机的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
如可根据所需的流量调节转速，就可以获得很好的节电效果，一般可节约用电20%~50%。
此外，大型电动机启动冲击问题也相对突出，从近年来华北地区发电厂厂用电动机的故障统计结果看，约有15％是由启动时的大电流及对绕组上的过大电磁力直接引起的，定子绕组接头开焊、转子鼠笼断条等缺陷也与启动冲击有关，因而短的检修周期带来的检修费用也相当可观。
美国电力研究院早在1981 就开始研究电力电子调速传动在电厂大型异步电动机上的应用，并在1984－1989年进行了连续5 年的风机和泵类负载大型异步电动机变频调速现场试验，对大型变频调速装置的经济性和运行可靠性得出肯定的结论。
目前我国大型异步电动机应用变频调速还刚刚起步，但国外已经广泛使用，而且随着电力电子器件的发展，高压变频装置的型式多种多样。
通过他们长期的运行实践表明：应用高压大功率变频调速系统的经济效益良好、其可靠性也可以得到保证。
高压大功率变频调速系统在LNG(液化天然气)行业的应用
高压大功率变频调速系统在LNG（液化天然气）行业的应用谢福志（德希尼布工程咨询（上海）有限公司，上海200031）摘要：近年来，随着LNG（液化天然气）行业的发展，越来越多的大功率压缩机采用高压变频调速系统进行驱动。
现结合工程实例，对高压大功率变频调速系统在LNG（液化天然气）项目的应用进行了探讨。
关键词：LNG（液化天然气）；大功率；高压变频调速系统0引言LNG（Liquefied Natural Gas，液化天然气）是一种清洁能源。
天然气经过输气管道进入LNG工厂，原料气在经过压缩增压、脱酸、脱水、脱重烃、脱汞等预处理后，由混合制冷剂压缩系统提供冷量，最后在主低温换热器中经过预冷和制冷至-162℃并液化成LNG。
混合制冷剂压缩机是LNG项目的关键设备之一。
在大型LNG项目或海上LNG项目，因为电源的限制，压缩机通常采用蒸汽透平或燃气轮机进行驱动。
近年来，国内陆上建设的中小型LNG项目越来越多，由于供电比较方便、稳定，这些压缩机通常采用电动机进行驱动。
根据项目经验，日处理天然气1.5×106～3×106m3的单条LNG生产线，驱动压缩机的电动机功率为19000～35000kW。
对于大功率电动机的应用，通常要关注电动机的启动和调速问题。
目前，在LNG行业，大功率电动机常用的启动方式有自耦变压器降压启动、软启动和变频器启动。
对于压缩机的调速方式，主要有液力耦合器调速和变频调速。
随着电力电子技术的高速发展，高压变频调速系统越来越成熟。
本文将结合工程实例，针对某LNG项目来探讨高压大功率变频调速系统的应用。
1项目概况该LNG项目主要用于天然气应急储备调峰，在天然气供气充裕时将管网内的富余天然气液化成LNG并储存在LNG储罐内；在用气高峰时再将储存的LNG进行气化并输入天然气管网进行气量补充，或者将LNG用槽车运输到没有天然气管网的地区。
该项目设计一条LNG生产线，日处理天然气2×106m3，配置一台混合制冷剂压缩机。
高压同步电机变频调速技术及应用
励磁装置协调控制等。介绍了国产 MAXF 同步电机高压变频装置在活塞式空压机上的应用情况和取得的良
High Voltage Synchronous Motor Variable Frequency Speed Regulation Technology and Application
LIANG Anjiang， ZHANG Haiyan， LIU Yi， LI Jiangong （ Shanghai Power Equipment Research Institute， Shanghai 200240 ，China）
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变频与调速EMCA
2010 ， 37 （ 5 ）
此， 变频装置的输出端应具有在停机状态下 ， 抗短 时过电压的能力。
2MAXF 同ຫໍສະໝຸດ 电机变频装置基本原 理MAXF 变 频 装 置 采 用 若 干 个 脉 宽 调 制 （ PWM） 变频功率单元串联的方式， 实现直接高压 10 kV 输出。输入 10 kV 电网电压经过副边多重 化的隔离变压器降压后给功率单元供电， 功率单 元为三相输入、 单相输出的交 － 直 － 交 PWM 电 压源型逆变器结构， 实现变压变频的高压直接输 供给高压电动机。10 kV 变频调速装置每相 出， 由 8 个额定电压为 884 V 的功率单元串联而成， 输出相电压达 8 840 V， 每个功率单元分别由输入 变压器的一组副边供电， 功率单元之间及变压器 二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角 实现多重化， 以达到降低输入谐波电流的 形接法， 目的。装置系统框图如图 1 所示。
同步电机的调速是电气驱动领域的一大难 题， 从 20 世纪 30 年代后期， 人们就开始研究同步 电机的调速问题。20 世纪 70 年代， 随着交流电 机磁场定向控制理论的产生及其技术的推广应 用， 世界各大电气公司都投入大量人力 、 物力对交 期望将这一 流同步电机变频调速传动进行研究， 技术应用于高性能要求的轧机主传动及矿井提升 机传动中。迄今为止， 世界上已有上千套交流变 频装置应用于大功率同步电机调速系统 。除了矿 井提升机和轧机外， 高压大功率的交 － 直 － 交变 空压机及抽水蓄 频器也广泛应用于高炉鼓风机、 能电站的大型同步电机。 同步电机相对于异步电机来说， 最大的劣势 就是存在失步现象， 这也是制约同步电机应用变 频装置的主要原因。 若要使用变频调速， 则要求 ：（ 1 ） 变频装置必须解决以下问题 同步电机的起 动问题；（ 2 ） 同步电机调速期间和励磁装置的协 调问题， 防止正常调速期间同步电机失步 ；（ 3 ） 同
高压大功率变频器的研制及应用
高压大功率变频器的研制及应用1 导言山东风景电子有限公司是在多年研发中低压变频器的基础上，归纳了国内外高压大功率变频器的多种计划的优缺点，选用最优计划研发成功的，并于2002年12月通过了省级科技成果及商品判定，成为国内出产高压大功率变频器的为数较少的几个公司之一。
2 国内现出产的高压大功率变频器的计划及优缺点当前，国内出产的高压大功率变频器中，以2种计划占干流:一种是功率单元串联构成高压的多重化技能;另一种是选用高压模块的三电平布局。
而其他的选用高-低-高计划的，因为输出升压变压器技能难度高，本钱高，占地面积大，都已根本被筛选。
因而选用高-高计划是高压大功率变频器的首要发展方向。
而高-高计划又分为多重化技能(简称CSML)和三电平(简称NPC)计划，当前有的厂家出产的高压大功率变频器是选用的三电平计划，而大多数厂家则是选用低压模块、多单元串联的多重化技能。
这2种计划比拟，各有优缺点，首要表如今:(1) 器材选用CSML方法，器材数量较多，但都是低压器材，不光价钱低，并且易置办，替换便利。
低压器材的技能也较老练。
而NPC计划，选用器材少，但本钱高，且置办艰难，维修不便利。
(2) 均压疑问(包含静态均压和动态均压)均压是影响高压变频器的重要因素。
选用NPC方法，当输出电压较高时(如6kV)，单用单个器材不能满意耐压需求，有必要选用器材直接串联，这必定带来均压疑问，失掉三电平布局在均压方面的优势，体系的牢靠性也将受到影响。
而选用CSML计划则不存在均压疑问。
仅有存在的是当变频器处于疾速制动时，电动机处于发电制动状况，致使单元内直流母线电压上升，各单元的直流母线电压上升程度能够存在区别，通过检测功率单元直流母线电压，当任何单元的直流母线电压超越某一阈值时，主动延伸减速时刻，以避免直流母线电压上升，即所谓的过压失速避免功用。
这种技能在低压变频器中被广泛选用，非常成功。
(3) 对电网的谐波污染和功率因数因为CSML方法输入整流电路的脉波数超越NPC方法，前者在输入谐波方面的优势很显着，因而在归纳功率因数方面也有必定的优势(4) 输出波形NPC方法输出相电压是三电平，线电压是五电平。
高压大功率变频调速器在官地选煤厂的应用
关键 词 ：高压 变频器；工 作原理 ；技术特 点 ；合介 泵 ：应用效果
山西焦 煤集 冈两 山煤 电官地矿 选煤 厂是年 设 汁 入选 能力为 ３０ ／ Ｍｔ ａ的矿 井型选 煤厂 。产 品有精 煤 、 中煤 、矸石 和尾煤 泥 。 在 选煤过 程 中有 很多设 备在 运行 期 间运 行参 数是变 化不定 的 ，如风机 、泵类 、 旋流 器 、给煤机 等 。因此 ，需要根据 工 艺要求对 上 述设 备 的运行 状况进 行调节 。 ０ ３年 ３月投产 以来 ， ２０ 官地 矿选煤 厂合 介泵 的流量调 节主 要通过 人工手 动 调节 阀 门开度来 实现 的 ，不仅 调节 范 围受到一 定 限 制 ，而且这 种调 节方 式也不节 能 、不经济 。为节 约 式 中，，为转速 ；厂为频 率 ； 为转差 率 ；Ｐ为 电动 ２ 机磁极对 数 。由式 可知 ，转速 ”与频 率 厂成正 比 ， 要均匀 改变 电动 机定 子绕组 的频率 就 可以平滑 地 改变 电动机 的转速 ， ２ 。因此 ，可连 续调 节 电源 频 率 来改 变 电动 机转 速 ，并实现 无级调 速 。 于转 速 ｎ与频 率 厂 正 比， 电机功 率 Ｐ与转速 的 方成 成 而
生 产 中 ３ 、３ ８ 合 介 泵 的流 量 调 节 主 要 通 过 人 ｊ １ ｌ 牟 ７ 二
手动 调节 阀 门开度来 实现 的，不仅 调节 范 围受到 … ‘ 定 限制 ，影 响分 选效果 ，而 且因 为旋流 器过 高的工 作 压 力造成 泄压 管磨损 严重 ，筛板 跑 、 冒、滴 、漏 设备 故障率 高 ，泵体机 封损 坏 ，维修量 增加 ，对 Ⅱ ： 常生产造 成严 重 的影 响 。 官地 选煤 Ｊ 将高 压变频器 应用 到 ３ ７ 、３ ≠ 一 １ １ ｝ ８ 合 介 泵上 以后 ，通过 高压 变频器 自动 调节合 介泵 电机
高压大功率变频器应用
CATALOGUE目录•高压大功率变频器概述•高压大功率变频器的工作原理•高压大功率变频器的应用技术•高压大功率变频器在工业中的应用案例•高压大功率变频器的挑战与解决方案•高压大功率变频器的前景展望定义特点定义与特点工业制造在工业制造领域，高压大功率变频器可用于各种机械设备的驱动，如压缩机、风机、水泵等，实现设备的节能运行。
电力能源高压大功率变频器广泛应用于电力能源领域，如风力发电、水力发电、火力发电等，用于控制发电机组的频率和转速，提高能源利用效率。
交通运输在交通运输领域，高压大功率变频器可用于地铁、动车、高铁等轨道交通的牵引，以及港口起重机械、矿用运输机械等特种设备的驱动。
高压大功率变频器的应用范围高效节能智能化小型化高压大功率变频器的发展趋势变频器的结构与组成变频器主要由整流器、平波电抗器、逆变器、滤波器等主要部分组成。
整流器的作用是将交流电转换为直流电，而逆变器则将直流电转换为可调节的交流电。
平波电抗器和滤波器主要用于消除直流电的脉冲干扰，保证变频器的稳定运行。
变频器的工作原理是基于电力电子技术和PWM控制技术，通过改变电源频率和电压来控制电动机的转速。
变频器可以实现对电动机的软启动、平滑调速、过载保护等功能，同时还可以对电动机进行节能控制。
变频器的工作原理高压大功率变频器的特殊设计高压大功率变频器需要采用特殊的结构设计，以适应高电压和大功率的需求。
通常会采用分体式设计，将整流器和逆变器分开，以降低电压等级和热负荷。
同时还需要采用高效的冷却技术，如强制风冷、水冷等方式，以保证变频器的稳定运行。
变频器的控制策略直接转矩控制比例-积分-微分控制矢量控制变频器的调试与优化参数设置在调试过程中，对变频器的性能进行测试和验证，确保其满足应用需求。
性能测试优化控制算法03更换元件高压大功率变频器的维护与保养01定期检查02清理散热器案例一：高压大功率变频器在钢铁行业的应用总结词详细描述应用细节案例二总结词01详细描述02应用细节03总结词详细描述应用细节总结词详细描述应用细节总结词详细描述高压大功率变频器的可靠性问题高压大功率变频器的谐波问题总结词高压大功率变频器在运行过程中会产生大量谐波，对电力系统造成污染，严重影响设备性能和系统稳定性。
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究引言：石油钻机是石油勘探开发过程中不可或缺的重要设备。
随着石油勘探水平的提高和对环境污染的要求日益严格，如何提高钻机的效率和可靠性成为研究的重点。
高压变频调速技术因其优势在石油钻机系统中得到了广泛的应用。
本文将重点探讨高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用，并分析其效果和前景。
一、高压变频调速技术简介高压变频调速技术是将变频器与高压发电设备相结合，通过改变输出电压和频率来控制电机的转速。
其优点包括高效节能、精确控制、易于维护和环保等。
二、石油钻机系统的关键问题石油钻机系统在勘探开发过程中面临着一些关键问题，如效率低、能源消耗大和环境污染等。
传统的石油钻机系统通常采用柴油机和机械变速器来驱动旋转设备，存在着转速调节范围窄、能耗高和维护成本高等问题。
三、高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用1. 高效节能高压变频调速技术通过准确控制电机的转速，使得钻机系统能够在不同地层和井深条件下实现高效工作。
与传统的机械变速器相比，高压变频调速装置能够实现精确的转速调节，避免了机械变速器传动系统中的能量损失。
同时，高压变频调速装置还能根据井深的变化自动调整工作状态，进一步提高钻机系统的效率。
2. 精确控制高压变频调速技术能够实现对电机转速的精确控制，从而控制钻机系统的钻进速度和旋转力矩。
这对于石油勘探开发中的井深控制和孔壁稳定至关重要。
传统的机械变速器调整转速的范围有限，而高压变频调速装置可以灵活调整转速，满足不同的钻进要求。
3. 易于维护高压变频调速装置的模块化设计使得其维护更加方便。
传统的机械变速器通常需要密封和润滑系统的维护，而高压变频调速装置减少了这些复杂的机械传动部件，减轻了维护的负担。
同时，高压变频调速装置还具有自动检测和故障诊断功能，能够及时发现并解决问题。
4. 环境友好高压变频调速技术可以减少石油钻机系统的能耗和废气排放。
传统的机械变速器存在能量损耗和废气排放过高的问题，而高压变频调速装置通过减少能源的消耗和优化工作状态，降低了系统的能耗和环境污染，符合现代社会对环保的要求。
探究高压变频技术在电力企业中的意义 梁锦荣
探究高压变频技术在电力企业中的意义梁锦荣摘要：高压变频技术在电力企业中应用得越来越广泛，是实现节能降耗目标的有效手段。
本文主要结合在电力企业中应用高压变频技术的必要性，从经济效益、设备性能、运行环境、安全性四个方面对该技术在电力企业节能降耗中的意义进行了探讨。
希望对有关的工作人员有所启示。
关键词：高压变频技术；电力企业；节能降耗1.引言随着“厂网分开，竞价上网”的不断施行，电力企业面临着如何更大限度节能降耗的困局。
尤其是随着我国社会的不断发展，人民的生活、工作用电量不断增加，电网的建设不断扩大，资源利用率和成本效益问题更加凸显。
因此，在电力企业的发展中优先要考虑的一个关键问题就是如何降低成本、节约能源。
而高压变频技术正是解决企业这一困局的有效手段。
该技术在电力行业的广泛应用，很大程度上提高了资源利用率，不仅保证了企业自身的经济效益，也是力行国家环保政策、保护资源的体现。
因此，应该进一步发挥高压变频技术在电力企业节能降耗中的重要意义，促进企业经济效益和资源保护的双赢。
2.在电力企业中应用高压变频技术的必要性2.1 节能降耗是电力企业急需解决的重要问题发电机组总装机容量在不断增加的同时，自身的能源损耗也越来越多。
大量高功率辅机在截流调节时所采用的系统很多是出口挡板或者调节门，这就使得辅机的能源消耗特别大。
这些都使得电力企业的能源消耗、成本效益问题特别突出。
利用先进技术改造现有设备、优化生产流程，降低能源损耗和用电率、提高经济效益，成为电力企业急需解决的重要问题。
2.2 高压变频技术的特点分析在使用高压变频技术时，主要是通过机械转速的改变来减少设备的磨损，使设备得到保护，优化节能效果。
目前应用于电力企业变频改造的节能新技术主要有PWM控制技术、传感器的无速度对矢量的控制技术、SPWM控制技术。
2.3 高压变频技术在电力企业的应用现状高压变频技术作为节能降耗的有效手段，目前在电力企业中应用的越来越广泛。
高压变频调速技术在轧钢高压水除鳞系统中的应用
高压变频调速技术在轧钢高压水除鳞系统中的应用作者：万焱尹宏来源：《科技创新导报》 2011年第19期万焱尹宏(唐钢中厚板材有限公司轧钢部河北唐山 063009)摘要:本文结合唐钢中厚板材有限公司轧钢工作部高压水除鳞系统中的电机改为变频电机的安装调试运行情况,介绍了LCI型电流源变频器的系统组成和工作原理,重点分析了高压变频调速技术在高压水除鳞系统的应用特点和发展趋势,展望了变频电机在高压水除鳞系统中的应用前景。
关键词:高压变频调速技术 LCI型电流源变频器同步电动机中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0087-02随着我国对冶金生产节能减排、可持续发展的要求及设备的变频化,越来越多的新建高压水设备采用高压变频调速技术为作为除鳞系统的动力。
唐钢中厚板材有限公司轧钢部在2010年先后将两条生产线成功地引进了两套高压水变频调速系统。
这两套高压变频调速系统在高压水除鳞系统中的良好应用取代了传统的电机系统,节约了能源,改善了环境,提高了效率,带来了明显的经济效益,同时锻炼了队伍。
1 高压变频调速技术简介通常,我们把用来驱动1KV以上交流电动机的中小、大容量变频器称为高压变频器。
按照国际惯例和我国国家标准,当供电电压大于或等于10kV时称高压,小于10kV时称中压。
我国工矿企业把1000V以上的交流电动机例如3kV、6kV、10kV等交流电机都称为高压电动机,对应用于这类电动机的变频器都称为高压变频器[1]。
高压变频器可分为交-交变频器、同步电机高压变频器和异步电机高压变频器。
高压大容量变频器是一种技术含量高、难度大的高新技术产品,目前该技术在风机泵类负载调速节能运行中的应用已相当成熟[2]。
尽管高压变频器至今尚未形成如低压变频器那样的统一的拓扑结构,随着电力电子器件研发、制造水平的不断提高,高压变频技术仍在发展之中。
2 负载换相式电流源型变频器特点2.1 电流源型变频器高压变频器按照高压组成方式可分为直接高压型和高-低-高型,根据有无中间直流环节来分,可分为交-交变频器和交-直-交变频器,在交-直-交变频器中,按中间直流滤波环节的不同,可分为电压源型和电流源型。
运用机组能量回馈策略设计高压变频试验室的开题报告
运用机组能量回馈策略设计高压变频试验室的开题报告一、研究背景随着高压变频器的应用范围不断扩大，在对其进行性能测试时，需要提供高品质、高可靠性的测试环境。
其中，高压变频试验室作为进行高压变频器性能测试的重要设备，其设计和运行也愈发重要。
在高压变频试验室运行过程中，为了减少系统能量损失，提高设备的能源利用率和效率，必须合理利用机组能量回馈策略，从而实现废弃物转化和丰厚储能，达到节能降耗的目的。
二、研究内容本文的研究内容是在高压变频试验室中，探究机组能量回馈策略的应用，提高设备的能源利用率和效率，实现节能降耗的目标。
具体研究内容包括：1.分析高压变频试验室的运行方式和负载特点，确定机组能量回馈策略的实施方案；2.通过组合控制及其相应的硬件信号处理方式来实现机组能量回馈策略的调节，提高机组的能源利用率和效率；3.分析机组调度算法的特点和实施策略，构建合理的机组调度算法，并应用于高压变频试验室中，提高设备能源的利用率和效率。
三、研究意义1. 对于节能降耗的意义：随着国家对能源和环境保护的日益强调和对工业节能控制的要求越来越高，高压变频试验室机组能量回馈策略的应用能够有效地实现废弃物转化和提高能源利用效率，达到节能降耗的目的。
2. 对于设备性能提升的意义：通过机组能量回馈策略的应用，能够提高设备的能源利用率和效率，为高压变频试验室的性能提升提供重要保障。
同时，提高机组的能源利用效率能够保证设备的持续稳定运行。
3. 对于运行调度效率的意义：应用合理的机组调度算法，能够提高设备的能源利用率和效率，实现机组能量回馈策略的有效实施，提高设备的精细运行和优化调度能力，进一步提高了设备运行调度的效率。
四、研究方法1. 理论研究以能量回馈的理论为基础，结合高压变频试验室的负载特点和运行环境，深入研究机组能量回馈策略的实施方式，探讨能源利用效率最优的方案。
2. 实验研究以一台高压变频试验室为例，在实验室中进行机组能量回馈策略应用的实验研究，测试设备能源利用率和效率指标，验证机组能量回馈策略的有效性。
高压变频调速技术在发电厂中的应用
高压变频调速技术在发电厂中的应用任英【摘要】针对电厂风机或水泵等辅机系统采用阀门、挡板调节管路流量而造成大量电能资源浪费问题,结合水泵或风机变频调速节能控制原理,提出利用变频调速方案对电机控制系统进行节能升级改造.结合电厂3#机组一次高压风机系统实际情况,探讨高效可行的电机变频调速节能升级改造方案.3#机组一次风机改造后1年运行反馈数据分析结果表明,变频调速技术通过动态调节电机转速来控制流量降低轴功率,具有非常良好的节能效果,同时改造方案降低电机起动电流和起动次数,避免频繁起动对电机和电网的冲击破坏,具有广阔的推广应用前景.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2013(035)004【总页数】4页(P36-39)【关键词】电厂;变频调速;风机;节能改造【作者】任英【作者单位】无锡工艺职业技术学院,江苏宜兴214200【正文语种】中文【中图分类】TM761 引言给水泵、凝结泵、引风机、送风机、循环水泵、磨煤机等电机拖动系统，是发电机组安全可靠、节能经济高效稳定运行的重要辅机系统，同时也是电厂厂用电系统中重要的负荷设备，属于电厂中的主要耗电大户。
在电厂中，辅机系统耗电量约占厂用电用电量的80%左右，其中锅炉给水泵、凝结水泵、循环水泵等给排水辅机系统，其耗电量约占整个厂用电系统的45%；而锅炉送风机、引风机等风机系统，其耗电量约占整个厂用电系统的30%。
发电机组容量规模的进一步提高，其对辅机设备功率性能也提出了更高的要求，高能耗、响应慢、调节性能差等已成为辅机系统制约发电机组安全高效运行的重要瓶颈［1]。
因此，针对电厂常规辅机系统中存在的能耗较大、节流损失较大、执行器响应速度较慢、调节非线性较严重、设备故障率较高等问题，采取合理的高压变频调速控制方案对电厂辅机系统进行技术升级改造，有效增强辅机系统中水泵、风机等电机拖动系统的调节性能，提高其运行的安全可靠性和电能综合利用效率，确保发电机组安全高效进行电能生产，促进电厂在低碳绿色环保技术要求的基础上实现节能降耗的目的［2]。
中压大功率变频技术的进展
中压大功率变频技术的进展中山市明阳电器有限公司薄保中Bo Baozhong摘要:风机、泵类负载采用电动机调速传动可以节约大量的电能，文中介绍了中压大功率电动机变频装置的国内外产品技术现状和发展趋势，重点介绍了目前比较流行的多电平变频器。
关键词:变频多电平中压大功率Abstract: Variable speed drives can save a large mount of electric energy when they are used for fans and pumps. Technique status quo and development trends of medium-voltage high-power inverter products are presented in the paper and the focus is on multilevel inverters that are currently usedKeywords: Inverter Multilevel Medium voltage High power[中图分类号] TP20 [文献标识码] B 文章编号 1561-0330(2003)-01-0013-051 引言按照电力系统电压等级的划分，kV级电压应称为中压，用于驱动电动机的变频器相应称作中压变频器，英文术语Medium Voltage Inverter，在国内电工界工程技术人员将其与低压380V对比，而俗称为高压变频器。
风机、泵用调节转速来调节风量(或流量)后，可以节约大量的电能。
据统计，风机、泵类电动机节电率一般为30%~60%。
风机、泵类负载用中压变频器占中压变频市场的四分之三左右，调速性能要求不高，节能效果又非常显著，因而成为不少厂家抢占市场的首选领域。
风机泵类负载采用调速传动虽然可以节约大量电能，过去由于没有合适的中压大功率交流调速装置，推广应用受到限制，特别是早期投产的大功率风机和泵的传动，缺少简单、可靠、经济实用的中压电机调速装置，节能调速基本没有推广，因此国内技术设备改造市场很大。
高压大容量交流直接变频技术研发成功
高压大容量交流直接变频技术研发成功
佚名
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2012(41)6
【摘要】北京时代金能电气科技有限公司通过自主创新，研发成功高压大容量交
流直接变频技术，其研制生产的系列高压大容量交流直接变频器产品目前在北京通过专家鉴定，，此前，该技术已获得中国和美国发明专利，并通过《专利合作条约》（PCT）国际专利审查。
【总页数】1页(P9-9)
【关键词】直接变频技术;大容量;交流;高压;研发;发明专利;自主创新;专家鉴定
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
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高压变频控制器的研究与设计的开题报告
高压变频控制器的研究与设计的开题报告一、选题背景随着现代工业的快速发展，高压变频技术已成为许多工业领域的重要应用。
高压变频控制器作为实现高压变频技术的核心组成部分，针对不同的应用场合，需要进行不同的控制策略设计。
因此，在工业应用中，高压变频控制器的研究与设计变得非常重要。
二、研究内容本课题研究高压变频控制器的研究与设计，具体研究内容包括：1.高压变频控制器的基本原理和工作方式研究。
2.高压变频控制器的性能参数分析与测试。
3.针对不同应用场合的高压变频控制器的控制策略设计。
4.高压变频控制器的硬件设计与实现。
5.高压变频控制器的软件设计与实现。
三、研究意义1.本研究对于现代工业的发展，有推进现代化工业体系建设的重要意义。
2.本研究对于高压电力电子学研究进一步深入探究，具有重要意义。
3.本研究对于鼓励创新能力的培养，提高学生综合素质，有重要作用。
四、研究方法本研究将采用实验方法与理论方法相结合的方式，首先通过文献资料的查阅和研究，深入探讨高压变频控制器的基本原理和工作方式；其次，采用现场测试和实验分析的方式，对高压变频控制器的性能参数进行分析和测试；接着，针对不同应用场合的高压变频控制器的控制策略设计，主要根据现场实际应用需求，对控制策略进行优化和改进，使控制效果达到最佳；最后，高压变频控制器的硬件设计与实现采用电路设计工具进行设计，并进行实际的物理构建和测试；软件设计与实现将采用嵌入式系统设计方法进行。
五、研究进度1.文献检索与阅读：已完成2.实验器材和软件工具的准备：目前正在进行3.性能参数测试与分析：本月计划完成4.控制策略的设计：本月计划完成5.硬件设计与实现：下月计划完成6.软件设计与实现：预计在三个月后完成六、预期成果本研究预期成果包括：1.完整的高压变频控制器的研究与设计方案，包括硬件和软件设计方案。
2.针对不同应用场合的高压变频控制器的优化控制策略。
3.高压变频控制器的性能测试数据及分析报告。
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地铁、轻轨： 未来五至十年
机车数量：1500 台 牵引变频器价值占总额：约 30% 达 50 亿人民币
高性能调速系统
国内铁路市场分析:
国外 进口变频器 每台：100万 USD
五年内国内地铁市场： 50亿RMB
十年内国内铁路市场：200亿RMB
2.2 国外公司和国内现状
高压PWM变频技术
元件串联 电压型二电平 （ALSTOM） 电流型 (ROCKWELL) 多电平H桥 （ROBICON） 三电平 （SIEMENS） 电容浮动 （ALSTOM） 变压器高低高 （SIEMENS，安川）
“Intelligent” Half-Bridge IPEM
+
PLD
PWM Generator
Fault & Error Logic
Optical Isolation
Gate Drive
Temp. Sensor
Current Sensor
Optical Isolation Gate Drive Floating Power Supply Temp. Sensor Voltage Sensor
国外公司情况
日本公司 7)东芝 * TOSVERT－MV系列中压变频器，H桥，1700V IGBT， 3KV标准产品，两个3KV MV串接形成6KV产品，初入 中国市场。 * 2000年同GE合资建大传动公司。 8)三菱 * 低压变频器占中国1/4左右，高压GTO，GCT三电平 中压变频器用于大功率轧机传动， IGBT三电平用于 轧机辅传动，在钢铁业宝山、鞍山有影响，上海建宝 菱公司。 * 1999年推出IGBT，H桥3KV电压变频器。
国外公司情况
2)ABB 工程为主 * 中压变频器ASC1000系列， 采用IGCT，三电平， 目标产品，体积小， DTC直接转矩控制。 * 北京有合资厂, 生产低压 600，500系列变频器, 将来可能组装高压产品。 3)GE 工程为主 * INNOVITION MV系列中压变频器 , IGCT、IGBT 三电平, 三电平H桥，主要应用大功率轧机传动。 * 上海合资厂已解除，建研究中心，目前没有大 规模风机，水泵推广计划，在美国FUJI低压变频器， ROBICON中压变频器打GE产品系列铭牌。 *2000年GE与TOSHIBA合资建大传动公司。
国外公司情况
6)ROCKWELL ( AB ) 产品 * 1557系列中压变频器，采用GTO电流型, GTO元 件串联，5年前占北美风机，水泵市场70%，技术目 前已落后，在中国已推10余台。
* AB目前同RELANCE合并，应用于大功率轧机传动 的IGBT三电平1567系列中压变频器停产，采用 SGCT的PowerFlex 7000电流型变频已推出。
国外公司情况
9)FUJI * 低压变频器占中国1/3左右,开始推出3KV中压变 频器， 三电平IGBT单相H桥，级联成中压变频器, H桥与三电平结合，技术独特，2000年开始进入 中国。
国内研究现状
目前比较成熟的有晶闸管电流 型逆变器电机调速, 可控硅交 交变频调速等，采用结构：
普通三相逆变器 降压－普通变频－升压电路 交交变频器 变压器耦合的多脉冲逆变器
Zonal Control
二、 高压大功率变频器 原理及结构
2.1 应用领域
电能生产和消费
我国能源生产总值居于世界前茅，但是单
位产值能耗太大，节能方面差距很大。 我国发电量的60％～70％左右用于推动电 动机做功，其中90％的电机是交流电机， 大部分为400～40000Kw，3～10Kv的大功 率高压交流电动机。由于采用直接恒速拖 动，每年造成大量的能源浪费。
节能的潜力
占工业用电30％以上的各种风机、泵类负载， 工况变化较大，如采用交流调速技术实现变速 运行，节能效果明显。以平均节电20％计算， 对全国来说年节电500亿度，同时可以相应减 少2000万吨发电用煤，50万吨二氧化硫和1200 万吨二氧化碳的排放。
改造完毕形成的产业市场容量达1500亿元。
高性能调速系统
在轧钢、造纸、水泥制造、矿井提升、 轮船推进器等传统工业的改造和高速 列车、城市地铁轻轨 、电动汽车等 现代化交通工具的驱动中也需要使用 大容量的调速系统, 以提高系统性能 和生产效率。
高性能调速系统
国内铁路市场分析:
干线车：未来十年内
机车数量：4000 台 牵引变频器价值占总额：约 30% 达 152 - 200 亿人民币
ADSP21 01 DSP Interface
Gating Feedback Signals
ADSP21 01 DSP Interface
Gating
Feedback Signals
DC Distribution Bus
IPEM Modules
IPEM Modules
IPEM Based DC Distributed System(400 V Testbed)
所谓电力电子技术乃是一种电能处理技术 (Electrical Energy Processing),即采用功率半导 体器件和线路对电能进行转换(conversion)、控 制(control)和高效利用(efficient use)的一门技术。
广泛的应用于各种电源系统, 电气传动自动化系统及电 力系统等工业生产和民用部门。其关键核心技术在于利 用功率半导体器件的开关作用，构成频率从零到兆Hz、 容量从几瓦到几十兆瓦之间任意组合的有功和无功电源， 使电能的产生、传输和使用效率大大提高，并实现了用 电装置的小型化、轻量化及原材料的大量节省。此外， 电能质量的控制及新能源的开发，电气设备的自动化控 制，都将在很大程度上依赖于现代电力电子技术的进步 和成就。
电气传动系统
电源系统
多种应用领域 电力系统 储能系统 现代交通系统
现代电力电子技术的发展趋势
高频化
BJT IGBT MOSFET 10kHz 几十kHz 几百kHz
高效率
软开关技术
现代电力电子技术的发展趋势
高功率密度－－组合化
SCR + MOSFET GTO +MOSFET BJT + MOSFET IGBT + DRIVE = MCT = IGCT = IGBT = IPM
现代电力电子技术的发展趋势
高功率因数
功率因数 SCR相控整流 DIODE整流 PWM整流(PFC) 低 高 1 谐波污染 较大 仍有 THD小
全数字控制
单片机 + DSP = TNMS320F240
DSP Controller With Optical Fiber Links
IPEM-Based Power System Test-Bed
一、 概
述
一个核心技术
三个基本特征 现代电力 电子技术 五个发展方向
无数应用领域
现代电力电子技术
变频 定频 一个核心技术 电源 开关 有源 无功
现代电力电子技术
电能处理与节能
三个基本特征
弱电控制强电 高技术的支撑
现代电力电子技术
高频高效
高功率密度
五个发展方向 高压大功率
高功率因数
高性能
பைடு நூலகம்
现代电力电子技术
高压大功率
GTO IGBT IGCT BJT 6000V/6000A 3300V/2400A 4500V/4000A 1400V300A 4500V/4500A 4500V/1200A
MOSFET 600V/400A
Power Semiconductor Devices Domain
•Some devices are pushing Si boundary •SiC offers promise for improvement
标准化，量产； 可制造性，降低成本
智能模块内部结构
More Integration (Toshiba, Siemens, ABB, Danfoss etc.)
Limitations:
• Wire bond
• 1-D Thermal management
• Lower power applications
传统大功率逆变器拓扑结构的缺点
研究比较成熟，但在实现大功率的 同时，性能上没有什么突破，且 . 装置复杂，制作成本高
现代电力电子及高性能
大容量交流调速技术
----现状与进展
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主要内容
现代电力电子技术概述 高压大容量变频器原理及结构 高性能大容量交流调速系统 结论和问题
一、 概
述
IPEM Switching Cell Module
市场预测
Signal Processing
Market ($) 1T
IC
1960 1970 1980 1990 2000
year
Power Processing
IPEM
1T
Market
1960
1970
1980
1990
2000
year
现代电力电子技术的发展趋势
AC
Current & Temp. Measurement
Communications Processor
-
Serial Communications Link & Auxiliary Power Supply
Integrated Power Electronics Module (IPEM) Power Electronics Building Block (PEBB)
100M 10M 1M
Power (VA)