变频器在高压同步电动机上的应用
高压同步电动机的变频控制
4.3 闭环控制的应用在控制系统中，泵电机可以以多种方式使用，如：在启动时自动启动，机器手启动和现场控制箱启动。
使用PLC技术在电气设备的控制中可以实现自动控制非常好，在系统运行中，根据每台泵机的运行状态采取运行状态.PLC自动控制技术和电机控制权具有在许多电气设备中使用的优越的自动控制系统。
PLC控制技术的改进电气控制系统的稳定性和安全性可大大地实现闭环控制，从而不断推进电气设备的动态控制系统的完善。
4.4 自动切换控制中的应用为了提高电气自动化设备运行的安全性和可靠性，通常采用由PLC组成的自动输入设备安装在待机电源，实现对设备的有效控制，以及设备正常运行的数据信号作为基础，决定是否启动备用电源，为了提高数据分析和逻辑控制系统PLC能力的能力，不仅可以提高电气自动化设备的安全性和可靠性，而且还可以提高智能化整个系统的完整性。
5 PLC 技术在电气设备自动化控制应用的未来发展趋势随着PLC技术的深入应用，大多数电气设备自动化控制水平将提高，相应的电气自动化产品将更加丰富，规格将由PLC 更加完善。
人机界面的渗透更加完善和完善的通信设备将更加合理地适应各种电气设备自动化控制应用的要求，在大型工业电气设备的发展中，PLC控制技术将成为核心技术大型电气设备的主控制系统。
例如，DCS在分布式计算机控制系统中，目前PLC技术已经应用成功，并取得了良好的效果。
PLC具有高可靠性，智能控制和自动化，电气设备现代化系统逐步应用网络速度和高响应高集成特性，对电气设备的自动控制功能更加完善。
6 结束语综上所述，PLC 技术在电气自动化设备中的应用具有众多优势，能够显著的简化操作，提高电气自动化设备运行的安全性和可靠性，被广泛的推广和应用在电气自动化设备切换控制、调速器控制、闭环控制、开关量控制以及顺序控制中，具有非常好的发展前景。
参考文献：[1] 陈镜波. PLC技术在电气自动化中的应用[J]. 机电信息,2013,09:106-107.[2] 于军,苗百春. PLC技术在电气自动化中的应用[J]. 科技资讯,2013,21:122.[3] 刘铁中. PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J]. 科技视界,2013,34:106.高压同步电动机的变频控制李 涛包钢给水厂 内蒙古自治区 包头 014010摘要：如何采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施来提高能源和资源的利用效率，是每个企业面临的实际问题，因为只有提高能源的利用效率，才能在市场竞争中处于有利地位。
变频器在永磁同步电机中的应用
变频器在永磁同步电机中的应用随着科技的不断发展，永磁同步电机作为一种新型的电机类型，已经开始逐渐取代传统电机的地位，而在永磁同步电机中使用变频器已经成为了一个常见的选择。
下面我们将探讨变频器在永磁同步电机中的应用以及它所带来的好处。
一、变频器的作用变频器是一种将电源的直流变为交流并改变频率的装置。
在永磁同步电机中，变频器可以对电机的转速进行控制。
变频器不仅可以控制电机的转速，还可以控制电机的转矩。
利用变频器控制的好处是可以使永磁同步电机完全发挥出其优势，包括高效率、高功率密度、高动态性能、低噪声、低振动等等。
二、变频器的优点1. 精确控制转速在永磁同步电机中，变频器可以精确控制电机的转速。
这种精确控制不仅可以通过调整输出频率来实现，还可以通过调整电压来实现。
这个过程可以通过变频器内的转速控制回路来完成，这使得永磁同步电机可以完美地适应各种负载条件。
2. 提高效率变频器可以提高永磁同步电机的效率。
传统的电机在启动时需要承受较大的电流冲击，这会导致电机的线圈出现过度加热，同时会造成能量的浪费。
而在使用变频器的情况下可以使永磁同步电机以较低的电流启动，并平稳地加速电机，从而可以减少电机线圈的过度加热和能量的浪费，提高电机的效率。
3. 节省能源使用变频器可以节省永磁同步电机的能源。
这意味着可以降低运行成本。
变频器可以通过分析永磁同步电机的负载情况以及需要的输出功率，对电源进行精确的控制，从而达到节省能源的目的。
4. 增加电机使用寿命传统的电机使用过程中，一些由于负载变化等因素造成的电机运行异常，例如电机被过载，会导致电机的寿命受到影响。
而使用变频器可以有效地解决这个问题。
使用变频器精确地控制电机的运行状态，避免电机过载运行，有助于延长电机的寿命。
5. 提高电机的精度和稳定性使用变频器可以改善永磁同步电机的精度和稳定性。
由于变频器可以精确地控制电机的运行状态，使电机转速更加稳定准确，能够提高电机的准确度和稳定性，降低电机出现失调和漂移的情况。
【橡胶】ME800高压变频器在高压永磁同步电机上的应用(20150511)
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。
高压同步电机的变频控制
高压同步电机的变频控制作者：张文斌来源：《科技与创新》2014年第13期摘要：通过介绍高压同步电动机的变频控制，并比较它与异步电机变频控制的区别，为今后同步电机的变频改造提供了参考依据。
关键词：同步电机；变频控制；励磁；转子中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0016-021 工厂现状如何采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施来提高能源和资源的利用效率，是每个企业面临的实际问题，因为只有提高能源的利用效率，才能在市场竞争中处于有利地位。
变频作为一种常用的、高效的节能手段已被大家所熟知，但在企业的原有建设中，变频并不能在所有的项目中得到运用，因此，我们还需要对多种设备进行改造，让它们在工业生产中发挥作用的同时有效地节约能源。
在本设计项目中，有2台烧结主抽风机为旧有的风机，主抽风机电机为同步电动机，计划对其进行变频改造。
2 同步电机原理同步电机是交流旋转电机的一种，因转速恒等于同步转速而得名，它与异步电动机的不同之处在于其转速与频率之间有着严格的对应关系。
同步电机是由其极数与交流电频率决定的按一定转速运转的电机，称此转速为同步转速。
同步电动机还有一个很大的优点，就是可以通过控制励磁来调节它的功率因素，可使功率因素高达1.0，甚至更高。
但同步电机启动费事，且重载时有振荡以致失步的危险。
自变频技术得到很大的发展后，同步电机运行的问题得到了根本解决。
现有同步电动机的启动基本上为异步启动方式，分为异步启动和牵入同步两个阶段，启动的步骤是：①先接入定子电源。
为了限制启动电流，可采取固态或液态软启动。
②开始启动，同时在转子电路中加入放电电阻。
③当励磁柜中的检测设备检测到电机的转速达到同步转速的90%时，发出投全压信号，并切除软启动装置。
定子绕组星点端接，电机继续升速。
④当电机达到亚同步转速时，切除放电电阻，投入直流励磁。
异步启动完成后，牵入同步。
负载换流变频技术在高压电动机启动中应用研究
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。
211167870_SINAMICS_S120在驱动大功率直驱永磁同步电机中的应用
———————————————————————作者简介:马进（1982-），男，河南信阳人，硕士研究生，电气工程师，研究方向为工业自动化与智能控制。
0引言永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。
本文重点介绍采用SINAMICS S120变频器作为变频电源驱动2000kW 直驱永磁同步电机的应用。
1系统拓扑结构采用SINAMICS S120变频器作为变频电源驱动2000kW 直驱永磁同步发电机，该发电机作为电动机使用为另外一台被测2000kW 直驱永磁同步发电机提供动力驱动，被测发电机输出电能经过被测变流器回馈到SINAMICS S120变频器交流供电侧从而实现电能闭环、达到节能目的；SINAMICS S120整流单元连接24脉动整流变压器，达到较少谐波，降低谐波对其他设备干扰的目的，如图1所示。
2系统硬件说明2.12000kW 直驱永磁同步电机2000kW 直驱永磁同步电机技术参数见表1。
2000kW 直驱永磁同步电机如图2所示。
2.2SINAMICS S120变频驱动器该项目中直驱永磁同步电机的额定频率只有10Hz ，在实际测试过程中永磁同步电机的运行频率区间范围是2Hz~15Hz ，电机的运行频率较低需要参考西门子工程师手册结合变频器低频降容系数来进行变频器的选取工作。
IGBT 模块和逆变器功率单元的功率周期能力：“功率周期能力”是指元器件（例如熔断器或IGBT 模块）承受温度的波动的能力，这个温度波动是在运行过程中由变化的负载引起的、不致使元器件过早老化或损坏的SINAMICS S120在驱动大功率直驱永磁同步电机中的应用Application of SINAMICS S120in Driving High-power Direct-drive Permanent Magnet Synchronous Motors马进MA Jin（索提斯云智控科技（上海）有限公司，上海201806）（Sothis CIC Tech （Shanghai ）Co.，Ltd.，Shanghai 201806，China ）摘要:本文介绍西门子SINAMICS S120系列变频器在驱动2000kW 直驱永磁同步电机中的变频器选型配置和调试过程处理，通过对2000kW 直驱永磁同步电机的相关参数的设置调试以及功能校验，使得SINAMICS S120驱动大功率永磁同步电机得到了实际性的验证。
高压变频器的同步投切功能在同步发电机系统中的应用
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
ACS6000中压变频器在同步电动机的应用
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
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３Ｏ ． ２５ ． ２Ｏ ． １５ ．
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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
同步电机的变频启动方法
同步电机的变频启动方法同步电机是一种重要的电动机类型，广泛应用于工业生产中。
在启动同步电机时，为了提高效率和降低能耗，常常采用变频启动方法。
变频启动是指通过调节电源的频率来控制电机的启动过程。
传统的直接启动方法是将电机直接连接到电源，然后通电启动。
这种方法简单直接，但会产生较大的启动电流和机械冲击，对电网和电机都会造成一定的负荷。
而变频启动则通过变频器来控制电源频率，实现电机的平稳启动。
变频器是一种能够将电源频率转换为可调的输出频率的设备，它能够实现电机的无级调速，并能够在启动过程中逐渐增加电机的转速，减小启动电流和机械冲击。
变频启动方法主要包括以下几个步骤：第一步，设定变频器参数。
在启动前，需要根据实际情况设定变频器的参数，包括电源频率、电机额定功率、转速范围等。
这些参数的设定将直接影响到电机的启动效果和性能。
第二步，启动变频器。
在设定好变频器参数后，将变频器与电源连接，并将电源接通。
此时，变频器将会根据设定的参数输出相应的频率，控制电机的启动。
第三步，变频器逐渐增加输出频率。
在启动过程中，变频器会逐渐增加输出频率，使电机的转速逐渐增加。
这样可以有效地减小启动电流和机械冲击，保护电机和电网的安全稳定运行。
第四步，电机达到额定转速后，进入正常工作状态。
当电机的转速逐渐增加到设定的额定转速时，变频器将会保持输出频率不变，电机进入正常工作状态。
通过变频启动方法，可以实现电机的平稳启动，避免了传统直接启动方法产生的启动电流和机械冲击。
同时，变频启动还可以实现电机的无级调速，提高电机的运行效率和控制精度。
此外，变频启动还可以减少电机的能耗和运行成本，提高电网的供电质量。
需要注意的是，在变频启动过程中，应根据实际情况逐步增加输出频率，以避免电机和设备的过大负载和机械冲击。
同时，还要注意变频器的选型和参数设定，以确保变频器能够适应电机的启动需求，并保证电机的安全运行。
变频启动是一种高效、节能的电机启动方法，可以实现电机的平稳启动和无级调速。
(完整word版)高压变频器原理及应用
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。
东芝三菱高压变频器在永磁同步电机上的应用
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。
高压变频器同步切换技术在大容量高压同步电机软起动中的应用
取用 有功 功率 Ｐ， 电机 拖动 负载 旋 转 ， 能转 化为 电
机 械能 。电机 由电 网取 用无 功 功 率 Ｑ， 以建 立 用 电机 的旋 转 磁 场 。所 以 ， 动 时 同步 电机 实 际 上 起 运 行 于第 一象 限 ， Ｐ＞ 、 即 ０ Ｑ＞０ ＣＳ 滞 后 的感 ，Ｏ
应 电动 机运 行工况 。
ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｎｒ ｕ ｅ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｔ ａ ｓ ｅ ；ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｏ ；ｓ ｆ ｔ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｒ ｎ ｆ ｒ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ ｏ ｔｓａ ｔ
１ 同步 电机 的应用特 点及 运行工 况
分析
同步 电机 与异 步 电机 相 比具有 显 著 特点 ， 主
变频 器应用
ＥＣ ＭＡ
迫 札 再控 １Ｊ 用 ２ １ ，９（ ） ｉ应 ； ． ０２３ ６
高压 变频 器 同步切 换 技 术在 大 容 量 高压 同步 电机 软 起 动 中 的应 用
与 电 气工程 系 ， 上海
摘
２０４ ） ０ ２ ０
要： 分析 了同步电机运行 工况 ， 并着重讨论 了大 容量同步 电机起动过 程 ； 绍了几种 常见 的高压 同 介
功功率 ， 减小 了高 压 电力 网 的工作 电流 ， 因此使 高
压 电网的 电能损 耗 较 少 ， 高 了附 近 电 网 的 电压 提
（） ２ 投入励 磁 。 当 同步 电机 起 动后 被 拖 人 临 界 同步转 速 ， 此时投 入励 磁 电机 同步运行 ， 时 电 此
水平 ， 使发电厂、 电网及用户都能在经济合理的工 况 下运 行 。当 电网发 生 短 路 时 ， 步 电机 也 能 通 同 过快速强行励磁使附近保持较高的电压 ， 减轻或
变频器与同步电机的匹配分析
变频器与同步电机的匹配分析一、引言在工业生产中，同步电机和变频器是常见的电气设备。
同步电机作为一种精密、高效的驱动装置，能够满足各类工业应用的需求。
而变频器则能够通过调整电机的转速来实现对电机的控制。
在实际应用中，变频器与同步电机的匹配问题成为了一个关键的技术难题。
本文将对变频器与同步电机的匹配进行分析，以帮助读者更好地理解和应用这两种设备。
二、同步电机的特点同步电机是一种具有恒定转速特性的电动机。
它与普通的感应电机相比，具有以下特点：1. 转速恒定：同步电机在额定负载下，其转速是恒定的，不受负载变化的影响。
2. 高效率：同步电机的效率较高，能够在低负载、高负载下保持高效率运转。
3. 精密控制：同步电机具有良好的转速和位置控制性能，适用于对转速和位置要求较高的场合。
三、变频器的作用变频器是一种能够通过改变电源频率来控制电机转速的装置。
其主要作用包括以下几个方面：1. 节能降耗：变频器能够根据实际负载情况调整电机转速，实现节能降耗的效果。
2. 转速控制：通过变频器，可以实现对电机的精确转速控制，满足不同工况下的运行要求。
3. 起动平稳：变频器能够控制电机的起动过程，使其平稳启动，减少起动冲击。
四、变频器与同步电机的匹配问题在实际应用中，变频器与同步电机的匹配问题需要仔细考虑，以确保两者能够相互协调工作，实现最佳的效果。
以下是变频器与同步电机匹配时需要注意的几个关键问题：1. 额定频率和额定转速的匹配：变频器需要根据同步电机的额定频率和额定转速进行配置。
如果配置不准确，可能会导致电机无法正常工作或者损坏。
2. 额定功率和额定电流的匹配：变频器的额定功率和额定电流需要和同步电机匹配，以确保电机能够正常供电，并可以承受额定运行条件下的工作负载。
3. 控制算法和电机性能的匹配：不同变频器的控制算法可能会对同步电机的性能产生影响。
在选择变频器时，需要考虑电机的转速、位置控制要求，以及变频器的控制方式，以找到最佳匹配。
变频器在电机中的应用
变频器在电机中的应用摘要：该文主要阐述了变频器在南泥湖矿山公司水泵电动机应用项目的实施和实施之后达到了效果，项目的应用将对公司对下一步变频器在大型设备的改造工作起到积极的引导作用。
同时对公司其他单位也有一定的借鉴和推广意义。
关键词：变频技术节能电动机应用推广能源成本是龙宇钼业生产成本的一部分，为了更好的降低生产成本，增加企业的竞争力，我公司将对水泵电机进行变频改造，探索节能潜力，积累经验数据，为下一步大型设备的节能改造奠定基础。
1 项目背景南泥湖矿山公司北采场属凹陷型大采场，从客观上具备了汇集大气降水、地表径流和地下涌水的条件。
大量汇集的水源可降低设备效率和使用寿命、降低矿山工程下降速度、破坏边坡的稳定性。
目前，矿山公司防、排水工程中拥有大型水泵两台，内含交流电动机的两台(型号：IP5475?kW-2级380V)，主要应用于采场防汛和汇集水的抽排，先期在北采场启用一台，在防汛期每天几乎24?h不间断使用，后期准备在采场建设汇集坑，重点对采场大气降水、地表径流和地下涌水进行抽排。
项目建成后设备对电力消耗极大，同时巨大的起动电流对电动机造成严重的电磁应力，大大缩短了电动机的使用寿命。
另一方面，据统计，我国现有电动机总装机容量达到11.2亿kW （数据截止至:2011年8月份），电气产品对环境污染的影响约占30%左右，使用大功率电动机对环境亦产生一定的影响。
2 项目实施措施2.1 实施计划通过购买SAJ8000P通用型变频器(功率不小于150?kW)，对现有控制系统进行改造转变成交流电动机变频调速系统，从而实现电动机电压和频率的平滑变化，进而达到好处：(1)节能，可以实现节电20%～40%;(2)占面积小，投入少，效率高;(3)配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠;(4)运行合理，是软起和软停，可以消除水锤效应，电机轴上平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，水泵寿命大大提高;（5）通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。
高压同步电机变频调速技术及应用
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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 �
大型高炉鼓风机同步电动机软启动及其控制技术
大型高炉鼓风机同步电动机软启动及其控制技术1 引言大型高炉炼铁鼓风机采用超大型同步电动机传动取代透平传动，已成为当今世界炼铁装备发展的趋势。
这得益于电力电子技术及微电子技术、计算机技术的发展，成功地利用交-直-交变频器。
解决了超大型同步电动机的软启动问题，平滑启动功率只需电动机功率的25%左右，从而避免了同步机异步启动时对电网难以承受的冲击。
平滑的启动过程经过200s 左右将加速到准同步速度即95%额定转速ne，然后并入电网，拉入同步运行。
2003年5月鞍钢第一台电动鼓风机顺利并网运行，为新1#高炉送风。
风机的驱动电动机为超大型同步电动机，其额定功率为42mw，电机启动采用变频器软启动，控制系统采用simadyn d计算机控制系统。
simadyn d是西门子变频器的核心技术。
新1#高炉鼓风机同步电动机与启动变频器是一拖一的方式，而最近将投入运行的新2#、3#高炉是采用一拖二的方式。
即一台变频器可以拖动两台同步电动机分时启动。
鞍钢引进的这套西门子变频器软启动装置是西门子公司新的版本，其硬件及其软件技术水平较国内其它钢铁企业引进的同类的设备有较大的提高。
学习和掌握这些相关的技术对生产维护和今后的发展有着极其重要的现实意义。
2 变频器的技术数据及其组成用于超大型同步电动机软起动的交－直－交电流型变频器。
2.1 主要技术数据（1）额定电压:2×2.9kv，3相电压波动范围:＋10%～-10%;（2）额定频率: 50hz±2%;（3）直流环节功率:2×4.8mw;（4）频率控制范围:1:10;（5）正常运行环境温度:＋5℃～40℃;（6）正常环境温度情况下，可连续3次启动，第4次间隔60min。
2.2 变频器及其功率部分主要包括:（1）进线侧的整流器和电机侧的逆变器，使用的都是6qc7全控三相桥;（2）变频器的整流侧与逆变侧都无熔断器;（3）晶闸管用光纤间接触发，每个晶闸管都有反馈信号;（4）逆变器侧装有lem的电子互感器（在各频率范围内都有高精度的直流电流互感器）;（5）直流环节的电抗器具有足够大的电感量，用以降低电流的纹波和限制电流变化率;（6）在变频器的进线和出线端都装有过电压限制器;（7）启动变频变压器，为与电网电压和电机电压有一个优化的匹配，需在变频器的输入与输出端配置变频变压器，其中:降压变压器（进线侧），树脂浇注干式三绕组变压器，11400kva，10.0kv/2×2.9kv，50hz，uk≤13.5%;升压变压器（电机侧），树脂浇注干式三绕组变压器，11400kva，2×2.9kv/10.0kv，50hz，uk=8.5%。
同步电机高压变频改造与应用分析
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
同步电动机的变频运行
同步电动机的变频运行摘要：同步电动机用变频器来启动，可以使电动机始终在同步状态下从静止到平滑的加速至电动机的同步转速，该方法使电动机能够在高效率、高功率因数下起动，时间短、运行可靠，本文是以信阳钢铁有限公司炼铁厂4000KW同步电动机的变频起动为分析依据。
关键词：高压同步电动机；高压变频器；励磁柜一、同步电动机启动方法同步电动机在转子静止条件下起动时，定子与转子两磁场间不能形成有效的电磁转矩，导致同步电机不能自行起动，必须采取相应的起动措施。
它的起动方法主要有以下三种：1、同步起动法。
用一台动力机（可以是直流电动机.内燃机等）把同步电动机拖到同步速后，经过整步与电网并联来完成起动过程。
这种方法需要设备多，操作复杂，已基本不采用。
2、变频启动法。
使用晶闸管元件组成的高电压、大容量变频装置，通过调节整流器输出的直流电压大小，采用逆变方式改变同步电动机的输出功率，使电动机始终在同步状态下从静止起动加速，平滑的加速到电动机的同步转速后，再将电动机并入电网运行。
该方法使电动机能够在高效率，高功率因数下起动、时间短、运行可靠。
电动机在同步速度下并入电网，对电网系统不存在冲击，是一种比较理想的起动装置。
3、异步起动法。
异步电动机是可以自起动的，虽然异步电动机转子的转速达不到同步速度，但离同步速度很近了（亚同步速度）。
当同步电动机用异步起动，它的转速达到亚同步速度时，立即给它的励磁绕组里通入励磁电流，把它牵入同步，这就是同步电动机异步起动的方法。
为此，同步电动机在结构上就采取了一些措施，把异步电动机那样的鼠笼绕组，装到了自己的极靴上。
鼠笼绕组的导条用电阻率很高的黄铜或铝青铜。
在导条的两端用端环联成一体，有了笼形绕组后，当定子绕组接上电源，便能产生异步转矩，使同步电动机转起来。
起动结束达到同步转速后，转子导体与旋转磁场没有相对速度，笼形绕组中没有电流，也就失去作用了。
二、同步电动机变频运行特点同步电机变频运行的主要特点是：同步电动机运行时，电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角δ（功率角）必须在0～90°范围内变动，否则将导致失步。
高压变频器在烧结主轴同步电机上的应用
Ｈ Ｕ协 调控 制 技 术 是 指 在 高 压 变 频 应 用 系 统 Ｃ 中实 现工 频与 变频 运行 方 式之 间 ， 以及 同 系统 设 备
Ｑ １） 成 。 Ｆ３组
该 系统 具有 如下 功 能特 点 。
之间的一种综合协调控制技术 。该项技术从根本 上解决了高压变频器在生产系统应用过程 中对系
析 ， 绍 高压 变频 改造基 本 原理 、 能效 果评 价 ， 介 节 以及 改造后 产 生 的相 关经 济效 益 。
关 键 词 ： 结机 ；同步 电机 ； 烧 高压 变频 ； 能 ； 节 降耗 ； 改造
１ １ 二 拖二 互为 备 用和在 线切 换 功能 ． 两台风 机 变 频 调 速 装 置 可 以互 为 备 用 和在 线
套 电抗 器 ＋激 磁 涌 流 抑 制 柜 、 套 控 制 柜 、 套 协 二 一 调控 制柜 （ Ｃ 、 台高压 开关 柜 （ Ｆ ～Ｑ ６ Ｑ １ Ｈ Ｕ）八 Ｑ ３ Ｆ 、Ｆ ０
～
Ｔ２向协调控制单元 发出 同步切换分 闸指令一 协 Ｙ
调控 制单 元控 制 Ｑ １ 闸 ， 完 全转 换 为工 频 直 Ｆ３分 Ｍ１ 接拖 动 。二拖 二 控制 方式 如 图 １ 所示 。
于 电动 机 转 速 不 可 调 节 ， 成 能 源 浪 费 ， 加 了生 造 增
切换 ， 当一台故 障时， 另一台可 以启动故障变频调 速装 置所 带 的 电机 的要求 ； 以两 台变 频 调速 装 置 分
别对 应拖 动两 台风 机 运行 ， １ １ 频 调速 装 置 出 当 Ｆ 变
现故 障的工况为例 ， 系统切换过程如下 ： 协调控制 单元 向 Ｔ ２发 出 同 步 切 换 至 工 频 请 求 一 Ｔ２拖 动 Ｆ Ｆ
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变频器在高压同步电动机上的应用
参考资料：/s/blog_71facf0001010n63.html
1引言
高压同步电动机以其功率因数高、运行转速稳定、低转速设计简单等优点在高压大功率电气驱动领域有着大量的应用，如大功率风机、水泵、油泵等。
对于大功率低速负载，如磨机、往复式压缩机等，使用多极同步电动机不仅可以提高系统功率因数，更可以省去变速机构，如齿轮变速箱，降低系统故障率，简化系统维护。
由于同步电机物理过程复杂、控制难度高，以往的高压同步电机调速系统必须安装速度/位置传感器，增加了故障率，系统的可靠性较低。
单元串联多电平型变频器由于具有成本低，网侧功率因数高，网侧电流谐波小，输出电压波形正弦、基本无畸变，可靠性高等特点，在高压大容量异步电机变频调速领域取得了非常广泛的应用。
将单元串联多电平型变频器应用于同步电动机将有效地提高同步电机变频调速系统的可靠性，降低同步电机变频改造的成本，提高节能改造带来的效益，同时也为单元串联多电平型变频器打开一个广阔的新市场。
以下将简要介绍实际应用中的主要技术问题。
2同步电动机的工频起动投励过程
为了更好的说明同步电机的运行特点，先对同步电机的工频起动
投励过程进行简要的介绍。
在电网电压直接驱动同步电机工频运行时，同步电动机的起动投励是一个比较复杂的过程。
当同步电机电枢绕组高压合闸时，通过高压断路器的辅助触点告知同步电机的励磁装置准备投励。
此时，励磁装置自动在同步电机的励磁绕组上接入一个灭磁电阻，以防止励磁绕组上感应出高压，同时在起动时提供一部分起动转矩。
同步电机电枢绕组上电后，在起动绕组和连有灭磁电阻的励磁绕组的共同作用下，电机开始加速。
当速度到达95%的同步转速时，励磁装置根据励磁绕组上的感应电压选择合适的时机投入励磁，电机被牵入同步速运行。
如果同步电机的凸极效应较强、起动负载较低，则在励磁装置找到合适的投励时机之前，同步电机已经进入同步运行状态。
在这种情况下，励磁装置将按照延时投励的准则进行投励，即高压合闸后15s强行投励。
3变频器驱动同步电动机时的起动整步过程
用变频器驱动同步电机运行时，使用与上述方式不同的起动方式：带励起动。
在变频器向同步电机定子输出电压之前，即启动前，先由励磁装置向同步电机的励磁绕组通以一定的励磁电流，然后变频器再向同步电机的电枢绕组输出适当的电压，起动电机。
同步电机与普通异步电机运行上主要的区别是同步电机在运行时，电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，否则将导致系统失步。
在电机起动之初，这二者的夹角
是任意的，必须经过适当的整步过程将这一夹角控制到一定的范围之内，然后电机进入稳定的同步运行状态。
因此，起动整步问题是变频器驱动同步电动机运行的关键问题。
变频器驱动同步电动机的起动整步过程主要分为以下几个步骤：
(1)励磁装置投励。
励磁系统向同步电机的励磁绕组通以一定的励磁电流，在同步电机转子上建立一定的磁场。
(2)变频器向同步电机的电枢绕组施加一定的直流电压，产生一定的定子电流。
此时，在同步电机上产生一定的定子电流，并在定子上建立较强的磁场。
转子在定、转子间电磁力的作用下开始转动，使转子磁极逐渐向定子磁极的异性端靠近。
此时转子的转动方向可能与电机正常运行时的转向相同，也可能相反。
(3)变频器按照电机正常运行时的转动方向，缓慢旋转其施加在电枢绕组上的电压矢量。
随着同步电机转子的转动和定子磁场的旋转，转子磁极将在某一时刻掠过定子的异性磁极，或者转子磁极加速追上旋转的定子磁极。
此时，电机的转子磁极被较强的定子磁极可靠吸引，二者间的角度经过少量有阻尼的震荡后，逐渐趋于一个较小的常量。
至此，同步电机进入同步运行状态，整步过程完成。
(4)变频器按照预先设定的加速度和v/f曲线(即磁通给定)，调节输出电压，逐渐加速到给定频率。
此时，同步电机的转子角逐渐拉大到某一常值，然后电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。
在同步电机的起动整步过程中，定、转子磁势大小的选择和各步骤间的切换是控制的关键问题。
如果选择过低的定子磁场，则定子磁极无法在第一次经过转子的异性磁极时，将其可靠吸牢，此后转子经过同性磁极间斥力的反向加速作用，在下一次经过定子磁极时，二者将具有更大的相对速度，定子磁场更加无法有效牵引转子磁极，最终将导致起动整步失败。
选择过大的定子磁场可能导致同步电机的定子铁心饱和，进一步导致变频器输出过电流，电机起动失败。
较为典型的同步电机起动过程如图1所示。
4变频器驱动同步电动机的稳态运行与运行时的励磁调节由于变频器驱动同步电机时使用无需安装速度/位置传感器的控制方法，而变频器输出波形为多电平pwm波形，与控制异步电机时的波形相同，因此在运行过程中，变频器可以完全等效于一个正弦电压源，无转矩脉动，具有较高的可靠性。
由于同步电机的无功电流仅在电机和变频器间流动，不进入电网，因而无须对电机的励磁电流进行精确的控制。
一般可在电机运行的典型工况下，手动调节其励磁电流，使变频器的输出电流最小，输出功率因数近似为1，然后在先调速运行过程中维持该电流不变即可。
对于需要在运行时实时调整励磁电流的工况，变频器可以实测其输出给同步电机的无功功率，向励磁装置下达励磁给定信号，调整励磁电流。
5同步电动机的故障灭磁
在正常停机时，变频器先驱动同步电机减速至停机转速，然后停止向电机的电枢绕组输出电压。
在该转速下，最大的励磁电流在同步电机定子侧感应的电压低于变频器输出侧的长时间耐受电压，因此在电机之后的自由滑行过程中，维持励磁电流不会对设备造成危害，不需要即时灭磁。
在遇到故障时，如果仅停止向其电枢绕组供电，而维持其励磁电流，则旋转中的同步电机将持续地向其定子侧发出三相交流电压，危害设备安全，并可能造成事故的扩大。
因此在遇到严重故障需要停机时，变频器必须通知励磁装置进行灭磁。
同步电机灭磁的物理过程如下：
在灭磁之初，在励磁装置的作用下同步电机的励磁电流迅速下降，但由于同步电机的主磁通无法突变，在阻尼绕组(起动绕组)上随即感应出较大的电流，此时旋转中的同步电机向其定子机端(即变频器输出端)发出较高的三相交流电压。
随后，阻尼绕组上的电流在阻尼绕组的内阻上逐步衰减为零，同步电机发出的定子电压也随之逐步衰减。
这一衰减过程一般为数秒钟，因此变频器的输出端必须具有停机状态下承受短时过电压的能力。
工频运行时，qs1、qs2断开，qs3闭合，同步电机的起动、运行、停车过程按照原有逻辑进行。
变频运行时，qs3断开，qs1、qs2闭合，变频器上电时，断路器qf闭合，经过约15s延时后，励磁装置向同步电机投入励磁电流，然后从现场向变频器下达
“启动”命令，变频器按照预设的逻辑向同步电机输出电压，同步电机起动。
变频停机时，从现场向变频器下达“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。
最后在现场分断断路器qf，由其辅助触点通知励磁装置灭磁，灭磁完成后关闭励磁装置电源。
遇到故障时，变频器在停止电压输出的同时，立即分断断路器qf，由其辅助触点通知励磁装置立即灭磁。