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1測(cè)量?jī)x表

面對(duì)變頻器含有大量諧、畸變或是非工頻的電量，準(zhǔn)確的測(cè)量方法是采用具有FFT功能的儀器。

對(duì)于高壓、大容量的變頻器進(jìn)行測(cè)試，由于電壓、電流數(shù)值較大，一般的儀表不能滿足要求，要采用電壓或電流傳感器，然后再接儀表進(jìn)行測(cè)量。WP4000變頻功率分析儀根據(jù)搭配不同的變頻功率傳感器高測(cè)試可實(shí)現(xiàn)電壓10kV、電流7000A高壓變頻器的輸入、輸出、效率測(cè)試。

• 包括：

• 輸入值：額定輸入電壓、額定輸入電流、額定容量、有功功率、功率因數(shù)、輸入各次諧波、輸入總諧波失真度。

• 輸出值：大額定輸出電壓、額定連續(xù)電流、額定功率、頻率范圍、過(guò)載能力、輸出各次諧波、輸出總諧波失真度。

• 效率：在設(shè)計(jì)的頻率范圍內(nèi)，各個(gè)頻率下的效率。

2基本原理

高壓大功率變頻調(diào)速裝置被廣泛地應(yīng)用于大型礦業(yè)生產(chǎn)廠、石油化工、市政供水、冶金鋼鐵、電力能源等行業(yè)的各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)等。

在冶金、化工、電力、市政供水和采礦等行業(yè)廣泛應(yīng)用的泵類負(fù)載，占整個(gè)用電設(shè)備能耗的40%左右，電費(fèi)在自來(lái)水廠甚至占制水成本的50%。這是因?yàn)椋阂环矫?，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)，通常都留有一定的余量；另一方面，由于工況的變化，需要泵機(jī)輸出不同的流量。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和自動(dòng)化，智能化程度的提高，采用高壓變頻器對(duì)泵類負(fù)載進(jìn)行速度控制，不但對(duì)改進(jìn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量有好處，又是節(jié)能和設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，是可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)泵類負(fù)載進(jìn)行調(diào)速控制的好處甚多。從應(yīng)用實(shí)例看，大多已取得了較好的效果（有的節(jié)能高達(dá)30%-40%），大幅度降低了自來(lái)水廠的制水成本，提高了自動(dòng)化程度，且有利于泵機(jī)和管網(wǎng)的降壓運(yùn)行，減少了滲漏、爆管，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

調(diào)節(jié)方法

泵類負(fù)載的流量調(diào)節(jié)方法及原理

泵類負(fù)載通常以所輸送的液體流量為控制參數(shù)，為此，常采用閥門控制和轉(zhuǎn)速控制兩種方法。

閥門控制

這種方法是借助改變出口閥門開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)節(jié)流量的。它是一種相沿已久的機(jī)械方法。閥門控制的實(shí)質(zhì)是改變管道中流體阻力的大小來(lái)改變流量。因?yàn)楸玫霓D(zhuǎn)速不變，其揚(yáng)程特性曲線H－Q保持不變，如圖1所示。

當(dāng)閥門全開(kāi)時(shí)，管阻特性曲線R1－Q與揚(yáng)程特性曲線H－Q相交于點(diǎn)A，流量為Qa，泵出口壓頭為Ha。若關(guān)小閥門，管阻特性曲線變?yōu)镽2－Q，它與揚(yáng)程特性曲線H－Q的交點(diǎn)移到點(diǎn)B，此時(shí)流量為Qb，泵出口壓頭升高到Hb。則壓頭的升高量為：ΔHb=Hb-Ha。于是產(chǎn)生了陰線部分所示的能量損失：ΔPb=ΔHb×Qb 。

轉(zhuǎn)速控制

借助改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，這是一種*的電子控制方法。轉(zhuǎn)速控制的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變所輸送液體的能量來(lái)改變流量。因?yàn)橹皇寝D(zhuǎn)速變化，閥門的開(kāi)度不變，如圖2所示，管阻特性曲線R1－Q也就維持不變。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的揚(yáng)程特性曲線Ha－Q與管阻特性曲線相交于點(diǎn)A，流量為Qa，出口揚(yáng)程為Ha。

當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，揚(yáng)程特性曲線變?yōu)镠c－Q，它與管阻特性曲線R1－Q的交點(diǎn)將下移到C，流變?yōu)闉镼c 。此時(shí)，假設(shè)將流量Qc控制為閥門控制方式下的流量Qb，則泵的出口壓頭將降低到Hc。因此，與閥門控制方式相比壓頭降低了：ΔHc=Ha-Hc。據(jù)此可節(jié)約能量為：ΔPc=ΔHc×Qb。與閥門控制方式相比，其節(jié)約的能量為：P=ΔPb+ΔPc=（ΔHb－ΔHc）×Qb。

將這兩種方法相比較可見(jiàn)，在流量相同的情況下，轉(zhuǎn)速控制避免了閥門控制下因壓頭的升高和管阻增大所帶來(lái)的能量損失。在流量減小時(shí)，轉(zhuǎn)速控制使壓頭反而大幅度降低，所以它只需要一個(gè)比閥門控制小得多的，得以充分利用的功率損耗。

效率分析

泵機(jī)在變速下的效率分析

隨著轉(zhuǎn)速的降低，泵的率區(qū)段將向左方移動(dòng)。這說(shuō)明，轉(zhuǎn)速控制方式在低速小流量時(shí)，仍可使泵機(jī)率運(yùn)行。

在變頻狀態(tài)下供水方式的研究

在由多點(diǎn)、多泵站構(gòu)成的供水系統(tǒng)中，需對(duì)泵站出口的壓頭進(jìn)行控制，以便與管網(wǎng)系統(tǒng)適配，達(dá)到更好的系統(tǒng)性能指標(biāo)，這可以分為恒壓供水、變壓供水和分時(shí)段變壓供水。

恒壓供水

使泵站出口壓頭維持不變，是該系統(tǒng)控制的目標(biāo)。在圖4中，給定出口壓頭為Hg。

當(dāng)流量Q變動(dòng)時(shí)，因轉(zhuǎn)速變化導(dǎo)致?lián)P程特性H1－Q上下移動(dòng)，泵的工作點(diǎn)將在H=Hg線上作水平移動(dòng)（A、B、C、D）。這雖然滿足了流量的要求，但因?yàn)楣茏杼匦訰變陡，造成了能量浪費(fèi)。

恒壓供水系統(tǒng)實(shí)施比較方便，易于和多泵站供水的中、大型管網(wǎng)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，具有一定的通用性，和實(shí)用性，所以有些裝備調(diào)速泵機(jī)的自來(lái)水廠樂(lè)于采用此法，在恒壓控制方式下，因泵站出口處的壓頭維持不變，使泵并聯(lián)特性與負(fù)載的實(shí)際特性之間有一定的差距，節(jié)能效果不如變壓供水系統(tǒng)。

變壓供水方式

為了節(jié)約能量，應(yīng)盡量使出口壓頭隨著流量的減小而降低（至少不能升高），此時(shí)可采用泵站出口端“變壓供水”方式，如圖5所示。在圖中，因轉(zhuǎn)速下降時(shí)揚(yáng)程特性下移，與管阻特性R1－Q相交于點(diǎn)C，流量從Qa減小到Qc（設(shè)流量Qc與恒壓控制時(shí)的QB相等）。變壓控制形成了較大的壓差 H=Hac，因而可節(jié)約如圖5陰線部分所示的能量。變壓供水因出口壓頭降低，抑制了管阻特性變化所贊成的損耗及水泵的附加損耗，節(jié)能*。

總結(jié)

通過(guò)分析，變頻器在泵類負(fù)載的調(diào)速過(guò)程中，是可以供水方式進(jìn)行優(yōu)化的，已達(dá)到更好的節(jié)電效果。

3基本分類

高壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。按著中間環(huán)節(jié)有無(wú)直流部分，可分為交交變頻器和交直交變頻器；按著直流部分的性質(zhì)，可分為電流型和電壓型變頻器；按著有無(wú)中間低壓回路，可分為高高變頻器和高低高變頻器；按著輸出電平數(shù)，可分為兩電平、三電平、五電平及多電平變頻器；按著電壓等級(jí)和用途，可分為通用變頻器和高壓變頻器；按著嵌位方式，可分為二極管嵌位型和電容嵌位型變頻器等等。

電流型

由于在變頻器的直流環(huán)節(jié)采用了電感元件而得名，其優(yōu)點(diǎn)是具有四象限運(yùn)行能力，能很方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動(dòng)功能。缺點(diǎn)是需要對(duì)逆變橋進(jìn)行強(qiáng)迫換流，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整較為困難。另外，由于電網(wǎng)側(cè)采用可控硅移相整流，故輸入電流諧波較大，容量大時(shí)對(duì)電網(wǎng)會(huì)有一定的影響。

高壓型

由于在變頻器的直流環(huán)節(jié)采用了電容元件而得名，隨著技術(shù)的進(jìn)步，高壓變頻器可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)矢量控制，已經(jīng)成為當(dāng)前傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速的主流產(chǎn)品。

高低高型

采用升降壓的辦法，將低壓或通用變頻器應(yīng)用在中、高壓環(huán)境中而得名。原理是通過(guò)降壓變壓器，將電網(wǎng)電壓降到低壓變頻器額定或允許的電壓輸入范圍內(nèi)，經(jīng)變頻器的變換形成頻率和幅度都可變的交流電，再經(jīng)過(guò)升壓變壓器變換成電機(jī)所需要的電壓等級(jí)。

這種方式，由于采用標(biāo)準(zhǔn)的低壓變頻器，配合降壓，升壓變壓器，故可以任意匹配電網(wǎng)及電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)，容量小的時(shí)候（<500KW）改造成本較直接高壓變頻器低。缺點(diǎn)是升降壓變壓器體積大，比較笨重，頻率范圍易受變壓器的影響，還有就是由于引入了變壓器使得系統(tǒng)效率比較低。

一般高低高變頻器可分為電流型和電壓型兩種。

高電流型

電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，在低壓變頻器的直流環(huán)節(jié)由于采用了電感元件而得名。輸入側(cè)采用可控硅移相控制整流，控制電動(dòng)機(jī)的電流，輸出側(cè)為強(qiáng)迫換流方式，控制電動(dòng)機(jī)的頻率和相位。能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行。

高電壓型

前段引入降壓變壓器，將電網(wǎng)降壓，然后連接低壓變頻器。低壓變頻器輸入側(cè)可采用可控硅移相控制整流，也可以采用二極管三相橋直接整流，中間直流部分采用電容平波并儲(chǔ)能。逆變或變流電路常采用 IGBT元件，通過(guò)SPWM變換，即可得到頻率和幅度都可變的交流電，再經(jīng)升壓變壓器變換成電機(jī)所需要的電壓等級(jí)。需要指出的是，在變流電路至升壓變壓器之間還需要置入正弦波濾波器（F），否則升壓變壓器會(huì)因輸入諧波或dv/dt過(guò)大而發(fā)熱，或破壞繞組的絕緣。該正弦波濾波器成本很高，一般相當(dāng)于低壓變頻器的1/3到1/2的價(jià)格。

高高變頻

高高變頻器無(wú)需升降壓變壓器，功率器件在電網(wǎng)與電動(dòng)機(jī)之間直接構(gòu)建變換器。由于功率器件耐壓?jiǎn)栴}難于解決，目前直接的做法是采用器件串聯(lián)的辦法來(lái)提高電壓等級(jí)，其缺點(diǎn)是需要解決器件均壓和緩沖難題，技術(shù)復(fù)雜，難度大。但這種變頻器由于沒(méi)有升降壓變壓器，故其效率較高低高方式的高，而且結(jié)構(gòu)比較緊湊。

高高電流

它采用GTO，SCR或IGCT元件串聯(lián)的辦法實(shí)現(xiàn)直接的高壓變頻，電壓可達(dá)10KV。由于直流環(huán)節(jié)使用了電感元件，其對(duì)電流不夠敏感，因此不容易發(fā)生過(guò)流故障，逆變器工作也很可靠，保護(hù)性能良好。其輸入側(cè)采用可控硅相控整流，輸入電流諧波較大。變頻裝置容量大時(shí)要考慮對(duì)電網(wǎng)的污染和對(duì)通信電子設(shè)備的干擾問(wèn)題。均壓和緩沖電路，技術(shù)復(fù)雜，成本高。由于器件較多，裝置體積大，調(diào)整和維修都比較困難。逆變橋采用強(qiáng)迫換流，發(fā)熱量也比較大，需要解決器件的散熱問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)在于具有四象限運(yùn)行能力，可以制動(dòng)。

需要特別說(shuō)明的是，該類變頻器由于較低的輸入功率因數(shù)和較高的輸入輸出諧波，故需要在其輸入輸出側(cè)安裝高壓自愈電容。

高高電壓

電路結(jié)構(gòu)采用IGBT 直接串聯(lián)技術(shù)，也叫直接器件串聯(lián)型高壓變頻器。其在直流環(huán)節(jié)使用高壓電容進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能，輸出電壓可達(dá)13.8KV，其優(yōu)點(diǎn)是可以采用較低耐壓的功率器件，串聯(lián)橋臂上的所有IGBT作用相同，能夠?qū)崿F(xiàn)互為備用，或者進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是電平數(shù)較低，僅為兩電平，輸出電壓dV/dt也較大，需要采用特種電動(dòng)機(jī)或加裝共模電壓濾波器和高壓正弦波濾波器，其成本會(huì)增加許多。由于它與低壓變頻器有著一樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此它像低壓變頻器一樣具有四象限運(yùn)行功能，也可以實(shí)現(xiàn)矢量控制。

這種變頻器同樣需要解決器件的均壓?jiǎn)栴}，一般需特殊設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路和緩沖電路。對(duì)于IGBT驅(qū)動(dòng)電路的延時(shí)也有極其苛刻的要求。一旦IGBT的開(kāi)通、關(guān)閉的時(shí)間不一致，或者上升、下降沿的斜率相差太懸殊，均會(huì)造成功率器件的損壞.

嵌位型

鉗位型變頻器一般可分為二極管鉗位型和電容鉗位型。

二極管型

它既可以實(shí)現(xiàn)二極管中點(diǎn)嵌位，也可以實(shí)現(xiàn)三電平或更多電平的輸出，其技術(shù)難度較直接器件串聯(lián)型變頻器低。由于直流環(huán)節(jié)采用了電容元件，因此它仍屬于電壓型變頻器。這種變頻器需要設(shè)置輸入變壓器，它的作用是隔離與星角變換，能夠?qū)崿F(xiàn)12脈沖整流，并提供中間嵌位零電平。通過(guò)輔助二極管將IGBT等功率器件強(qiáng)行嵌位于中間零電平上，從而使IGBT兩端不會(huì)因過(guò)壓而燒毀，又實(shí)現(xiàn)了多電平的輸出。

這種變頻器結(jié)構(gòu)，輸出可以不安裝正弦波濾波器。但是由于采用了變壓器，成本上有所增加。

電容型

它采用同橋臂增設(shè)懸浮電容的辦法實(shí)現(xiàn)了功率器件的嵌位，這種變頻器應(yīng)用的比較少。

4單元串聯(lián)

基本信息

這是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。采用模塊化設(shè)計(jì)，由于采用功率單元相互串聯(lián)的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，無(wú)需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。

6KV變頻器，可以有15個(gè)或者18個(gè)功率單元組成，每相由5或者6臺(tái)功率單元相串聯(lián)，并組成Y形連接，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。每臺(tái)功率單元電路、結(jié)構(gòu)*相同，可以互換，也可以互為備用。

變頻器的輸入部分是一臺(tái)移相變壓器，原邊Y形連接，副邊采用延邊三角形連接，共15到18副三相繞組，分別為每臺(tái)功率單元供電。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有5到6副三相小繞組，之間均勻相位偏移8.5或者10度。

特點(diǎn)

該變頻器的特點(diǎn)如下：

① 采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。

② 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá)30或36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。

③ 模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性。

④ 直接高壓輸出，無(wú)需輸出變壓器。

⑤ 極低的dv/dt輸出，無(wú)需任何形式的濾波器。

⑥ 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗*力和可靠性。

⑦ 功率單元自動(dòng)旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機(jī)功能。

缺點(diǎn)

1、由于變壓器采用延邊三角形接法，實(shí)現(xiàn)8.5度或者10度的移相，由于工藝原因造成相應(yīng)的誤差，使得變壓器內(nèi)部環(huán)流大，發(fā)熱量高，變壓器效率低，從而整個(gè)系統(tǒng)效率下降。

2、由于隨著負(fù)載率的不同，不是所有的功率單元都輸出功率，導(dǎo)致諧波不能互相抵消。因此在低于額定負(fù)載時(shí)，諧波增加很快。由于同樣原因，使得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，電機(jī)抖動(dòng)及發(fā)熱較大，噪聲也較高。

3、由于需要保護(hù)電機(jī)不受共模電壓的影響需要將電機(jī)接地，因此將共模電壓引到了變壓器上，使得變壓器承受了更大的電應(yīng)力，使得變壓器可靠性降低，壽命降低。

4、由于引入了復(fù)雜的移相隔離變壓器，使得成本增加。

5生產(chǎn)現(xiàn)狀

發(fā)展背景

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī)變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外*為有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點(diǎn)很多，諧波大，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。發(fā)展起來(lái)的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實(shí)現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。

行業(yè)特點(diǎn)

變頻器是一種使電動(dòng)機(jī)變速運(yùn)行進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效果的設(shè)備，習(xí)慣上把額定電壓在3kV到10kV之間的電動(dòng)機(jī)稱為高壓電機(jī)，因此一般把針對(duì)3kV至10kV高電壓環(huán)境下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)而開(kāi)發(fā)的變頻器稱為高壓變頻器。與低壓變頻器相比，高壓變頻器適用于大功率風(fēng)電、水泵的變頻調(diào)速，可以收到顯著的節(jié)能效果。

隨著節(jié)能環(huán)保需求的增加以及裝備升級(jí)改造步伐的加快，中國(guó)高壓變頻器行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模從2005年的11億元增至2011年的63億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到35.4%；在變頻器中的比重也從2006年的12.9%增至2011年的22.8%。2012年隨著下游行業(yè)變頻化率的提升，高壓變頻器市場(chǎng)增長(zhǎng)速度有望達(dá)到34.92%。中國(guó)高壓變頻器行業(yè)主要有以下幾個(gè)運(yùn)行特點(diǎn)

國(guó)產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，在理論上和功能上國(guó)產(chǎn)高壓變頻器已經(jīng)可以與進(jìn)口變頻器相比肩，但是受工藝技術(shù)的限制，與進(jìn)口產(chǎn)品的差距還是比較明顯。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

① 國(guó)外各*的產(chǎn)品正加緊占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并加快了本地化的步伐。

② 具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的逐年增加。

③ 國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的功率也越做越大，目前國(guó)內(nèi)大的應(yīng)用做到了20000KW。

④ 國(guó)內(nèi)高壓變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待規(guī)范。

⑤ 與高壓變頻器相配套的產(chǎn)業(yè)很不發(fā)達(dá)。

⑥ 生產(chǎn)工藝一般，可以滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求，價(jià)格相對(duì)低廉。

⑦ 變頻器中使用的功率半導(dǎo)體關(guān)鍵器件*依賴進(jìn)口，而且相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)依賴進(jìn)口。

⑧ 與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中。

⑨ 已經(jīng)研制出具有瞬時(shí)掉電再恢復(fù)、故障再恢復(fù)等功能的變頻器。

⑩ 部分廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出四象限運(yùn)行的高壓變頻器。

11矢量控制的高壓變頻器也已經(jīng)在應(yīng)用。

國(guó)外現(xiàn)狀

國(guó)外各*的變頻器生產(chǎn)商，均形成了系列化的產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國(guó)外品牌的一大特點(diǎn)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，只要有電機(jī)的場(chǎng)合，就會(huì)同時(shí)有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下：

① 技術(shù)開(kāi)發(fā)起步早，并具有相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

② 能夠提供特大功率的變頻器，已超過(guò)10000KW。

③ 變頻調(diào)速產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較完備。

④ 與變頻器相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模。

⑤ 能夠生產(chǎn)變頻器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。

⑥ 高壓變頻器在各個(gè)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

⑦ 產(chǎn)品國(guó)際化，當(dāng)?shù)鼗觿　?/p>

⑧ 新技術(shù)，新工藝層出不窮，并被大量的、快速的應(yīng)用于產(chǎn)品中。

未來(lái)態(tài)勢(shì)

交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合，機(jī)電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它必定會(huì)分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，后者要解決的軟硬件控制問(wèn)題。因此，未來(lái)高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為：

① 高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化的方向發(fā)展。

② 高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加（器件串聯(lián)和單元串聯(lián)）兩個(gè)方向發(fā)展。

③ 更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。

④ 現(xiàn)階段，IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色，SCR、GTO將會(huì)退出變頻器市場(chǎng)。

⑤無(wú)速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。

⑥ 全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化：參數(shù)自設(shè)定技術(shù)；過(guò)程自優(yōu)化技術(shù)；故障自診斷技術(shù)。

⑦ 應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件，實(shí)現(xiàn)變頻器的高精度，多功能。

⑧ 相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化，規(guī)模化發(fā)展，社會(huì)分工將更加明顯。 

發(fā)展趨勢(shì)

隨著本土高壓變頻器得到更多的用戶的認(rèn)可，本土品牌憑借良好的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)正在逐步擴(kuò)大在國(guó)內(nèi)的*。

品牌：國(guó)外品牌多為綜合自動(dòng)化供應(yīng)商，擁有多種自動(dòng)化產(chǎn)品的品牌關(guān)聯(lián)效應(yīng)。這種關(guān)聯(lián)效應(yīng)還體現(xiàn)在譬如渠道等其他資源的共享上。因此這種“品牌推廣”對(duì)于該品牌的產(chǎn)品銷售有很好的推動(dòng)作用。而本土品牌在自動(dòng)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相對(duì)比較單一，更多的是“產(chǎn)品推廣”的營(yíng)銷策略，因此有一定劣勢(shì)。但是隨著本土品牌在市場(chǎng)的逐漸歷練成熟，“產(chǎn)品推廣”的營(yíng)銷策略也正在向“品牌推廣”轉(zhuǎn)變。

另外，國(guó)外品牌也實(shí)施積極的市場(chǎng)策略，ABB的ACS2000系列可能就是應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)風(fēng)機(jī) 泵 壓縮機(jī)等市場(chǎng)的。對(duì)于本土品牌，在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域，平方轉(zhuǎn)矩或曰恒功率負(fù)載一直是其進(jìn)入市場(chǎng)的切入點(diǎn)，也是傳動(dòng)領(lǐng)域的低端市場(chǎng)

技術(shù)：技術(shù)已經(jīng)不成為進(jìn)入這一行業(yè)的壁壘，而穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能則逐漸成為各個(gè)廠商面臨的主要技術(shù)問(wèn)題。國(guó)外品牌由于產(chǎn)品技術(shù)相對(duì)成熟，行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)豐富，因此在故障率，元器件質(zhì)量、以及超大功率產(chǎn)品上用戶相對(duì)比較滿意。但是隨著本土品牌的不斷發(fā)展，這一差距也在逐步縮小。

價(jià)格：毋庸置疑，價(jià)格優(yōu)勢(shì)是本土品牌的巨大優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)是短期內(nèi)不會(huì)改變的。而這一特點(diǎn)也迎合了金融危機(jī)后，用戶要求性價(jià)比，注重減少項(xiàng)目成本的需求。

資金：由于高壓變頻器的單價(jià)較高，收款周期都較長(zhǎng)，資金的充裕性成為關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)力之一，在這一點(diǎn)上，國(guó)外品牌壓力較小。通過(guò)發(fā)展，本土品牌也已積累了一定的資金實(shí)力，部分國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)擁有較充足的資金應(yīng)對(duì)資金流問(wèn)題以及進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)與升級(jí)。另外，廣州智光、哈爾濱九洲、合康億盛等本土品牌陸續(xù)上市，也表明這一行業(yè)如低壓變頻一樣會(huì)出現(xiàn)更多資本運(yùn)作。國(guó)內(nèi)廠商逐步度過(guò)發(fā)展期，開(kāi)始尋求資本運(yùn)作，以期提升企業(yè)規(guī)模效應(yīng)。

縱觀國(guó)內(nèi)外品牌，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，營(yíng)銷競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入白熱化，但是隨著各品牌針對(duì)的目標(biāo)市場(chǎng)逐漸細(xì)化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不止表現(xiàn)為價(jià)格，也是品牌競(jìng)爭(zhēng)，脫離制造環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)向前端的品牌及研發(fā)設(shè)計(jì)，后端的渠道及服務(wù)，也是這一領(lǐng)域可行的商業(yè)模式。

同時(shí)，如何提高管理水平，嚴(yán)格成本控制，優(yōu)化資金流，人才引進(jìn)等逐漸成為各品牌之間競(jìng)爭(zhēng)的核心內(nèi)容。這種“軟實(shí)力”的競(jìng)爭(zhēng)將在未來(lái)更加激烈。

未來(lái)我國(guó)高壓變頻器行業(yè)發(fā)展可能還將遵循以下四點(diǎn)發(fā)展策略:

一是加強(qiáng)中國(guó)變頻器行業(yè)協(xié)會(huì)作用。通過(guò)組織和舉辦行業(yè)發(fā)展研討會(huì)等方式，統(tǒng)一行業(yè)企業(yè)認(rèn)識(shí)，避免行業(yè)出現(xiàn)惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)情況;出面協(xié)調(diào)行業(yè)企業(yè)與政府、社會(huì)、上下游客戶的相互關(guān)系，積極協(xié)助政府落實(shí)有關(guān)節(jié)能降耗政策。

二是以人為本。隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用拓寬進(jìn)程的加速，人才的培養(yǎng)和補(bǔ)充成為未來(lái)行業(yè)能否維持高速成長(zhǎng)的關(guān)鍵。變頻器企業(yè)在培養(yǎng)和尊重人才的同時(shí)，在使用及留住人才方面，應(yīng)避免無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，樹(shù)立行業(yè)全局意識(shí)。

三是企業(yè)要大力發(fā)展推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，依靠科技進(jìn)步，努力轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。健全和完善*體系，提高企業(yè)整體服務(wù)水平。構(gòu)建細(xì)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)集中向優(yōu)勢(shì)企業(yè)轉(zhuǎn)移。

四是大力加強(qiáng)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的開(kāi)展。據(jù)了解，現(xiàn)有涉及變頻調(diào)速設(shè)備的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是以大的傳動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)，變頻調(diào)速設(shè)備只是作為一個(gè)部件。因此，變頻調(diào)速設(shè)備還沒(méi)有獨(dú)立可執(zhí)行的生產(chǎn)、檢測(cè)、驗(yàn)收等方面的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，成立全國(guó)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)相關(guān)材料已上報(bào)國(guó)標(biāo)委，行業(yè)協(xié)會(huì)今后將逐步啟動(dòng)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，逐步實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速設(shè)備通用標(biāo)準(zhǔn)、各行業(yè)特性標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)相配套的體系。

6市場(chǎng)發(fā)展

高壓變頻器行業(yè)下游可謂是冰火兩重天。從下游高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模增速看，好的行業(yè)是水化工增幅達(dá)到10%，化工行業(yè)增幅達(dá)到7%，石化行業(yè)增幅達(dá)到6%、石油行業(yè)增幅達(dá)到6%，增速不好的的行業(yè)有冶金、建材、礦山、電力，分別萎縮7%、8%、9%、12%。

盡管，整個(gè)高壓變頻器市場(chǎng)沒(méi)有出現(xiàn)持續(xù)的爆發(fā)式的增長(zhǎng)，但我國(guó)變頻器品牌已經(jīng)涵蓋了幾乎所有領(lǐng)域，而且相對(duì)國(guó)際品牌有信價(jià)比優(yōu)勢(shì)。內(nèi)資高壓變頻器的*已經(jīng)超過(guò)55%.從企業(yè)排名看，合康變頻增長(zhǎng)13.2%，*13%，已經(jīng)躋身行業(yè)*的位置;利德華福*12%、西門子占比11%、ABB占比9%、東方日立占比5%.國(guó)電四維發(fā)展速度較快，2012年增長(zhǎng)44%，行業(yè)占比接近5%.

縱觀近些年整個(gè)高壓變頻器市場(chǎng)，其價(jià)格的底線到了。內(nèi)資企業(yè)價(jià)格戰(zhàn)幾乎不可能，外企還有很大利潤(rùn)空間。外資品牌至少還具有10%的空間，西門子、abb、東芝三菱，可能有*，但不會(huì)全面降價(jià)。他們都通過(guò)代工或是其他品牌做，但是仍然價(jià)格高。

7常用措施

高壓變頻器抗干擾的常用措施：

（1）高壓變頻器的E端要與控制柜及電機(jī)的外殼相連，要接保安地，接地電阻應(yīng)小于100Ω，可吸收突波干擾。

（2）高壓變頻器的輸入或輸出端加裝電感式磁環(huán)濾波器。平性并繞3-4圈，有助于抑制高次諧波（此方法簡(jiǎn)單易行，價(jià)格低廉）。

（3）上述磁環(huán)濾波器還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況加繞在高壓變頻器控制信號(hào)端或模擬信號(hào)給定端的

進(jìn)線上。

（4）裝有高壓變頻器的電控柜中，動(dòng)力線和信號(hào)線應(yīng)分開(kāi)穿管走線，金屬軟管應(yīng)接地良好。

（5）模擬信號(hào)線要選用屏蔽線，單端在高壓變頻器處接仿真地。

（6）還可通過(guò)調(diào)整高壓變頻器的載頻來(lái)改善干擾。頻率越低，干擾越小，但電磁噪聲越大。

（7）RS485通訊口與上位機(jī)相連一定要采用光電隔離的傳輸方式，以提高通信系統(tǒng)的抗

干擾性能。

（8）外配計(jì)算機(jī)或儀表的供電要和高壓變頻器的動(dòng)力裝置供電分開(kāi)，盡量避免共享一個(gè)內(nèi)

部變壓器。

（9）在受干擾的儀表設(shè)備方面也要進(jìn)行獨(dú)立屏蔽，市場(chǎng)上的溫控器、PID調(diào)節(jié)器、PLC、傳感器或變送器等儀表，都要加裝金屬屏蔽外殼并與保安地相連。必要時(shí)，可在此類儀表的電源進(jìn)線端加裝上述的電感式磁環(huán)濾波器。

8維護(hù)保養(yǎng)

高壓變頻器一般的安裝環(huán)境要求：低環(huán)境溫度-5℃，高環(huán)境溫度40℃。大量研究表明，高壓變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降，環(huán)境溫度升高10℃，高壓變頻器使用壽命將減半。此外，高壓變頻器運(yùn)行情況是否良好，與環(huán)境清潔程度也有很大關(guān)系。夏季是高壓變頻器故障的多發(fā)期，只有通過(guò)良好的維護(hù)保養(yǎng)工作，才能夠減少設(shè)備故障的產(chǎn)生，請(qǐng)用戶務(wù)必注意。

在夏季高壓變頻器維護(hù)時(shí)，應(yīng)注意變頻器安裝環(huán)境的溫度，定期清掃變頻器內(nèi)部灰塵，確保冷卻風(fēng)路的通暢。加強(qiáng)巡檢，改善變頻器、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境。檢查是否緊固，保證各個(gè)電氣回路的正確可靠連接，防止不必要的停機(jī)事故發(fā)生。

注意事項(xiàng)

1、 認(rèn)真監(jiān)視并記錄變頻器人機(jī)界面上的各顯示參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)即時(shí)反映

2、 認(rèn)真監(jiān)視并記錄變頻室的環(huán)境溫度，環(huán)境溫度應(yīng)在-5℃～40℃之間。移相變壓器的溫升不能超過(guò)130℃

3、 夏季溫度較高時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)變頻器安裝場(chǎng)地的通風(fēng)散熱。確保周圍空氣中不含有過(guò)量的塵埃，酸、鹽、腐蝕性及爆炸性氣體

4、 夏季是多雨季節(jié)，應(yīng)防止雨水進(jìn)入變頻器內(nèi)部（例如雨水順風(fēng)道出風(fēng)口進(jìn)入）

5、 變頻器柜門上的過(guò)濾網(wǎng)通常每周應(yīng)清掃一次；如工作環(huán)境灰塵較多，清掃間隔還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況縮短

6、 變頻器正常運(yùn)行中，一張標(biāo)準(zhǔn)厚度的A4紙應(yīng)能牢固的吸附在柜門進(jìn)風(fēng)口過(guò)濾網(wǎng)上

7、 變頻室必須保持干凈整潔，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)清掃。

8、 變頻室的通風(fēng)、照明必須良好，通風(fēng)散熱設(shè)備（空調(diào)、通風(fēng)扇等）能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

維護(hù)項(xiàng)目

1、 用帶塑料吸嘴的吸塵器*清潔變頻器柜內(nèi)外，保證設(shè)備周圍無(wú)過(guò)量的塵埃。

2、 檢查變頻室的通風(fēng)、照明設(shè)備，確保通風(fēng)設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3、 檢查變頻器內(nèi)部電纜間的連接應(yīng)正確、可靠

4、 檢查變頻器柜內(nèi)所有接地應(yīng)可靠，接地點(diǎn)無(wú)生銹

5、 每隔半年（內(nèi)）應(yīng)再緊固一次變頻器內(nèi)部電纜的各連接螺母

6、 變頻器長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后恢復(fù)運(yùn)行，應(yīng)測(cè)量變頻器（包括移相變壓器、旁通柜主回路）絕緣，應(yīng)當(dāng)使用2500V兆歐表。測(cè)試絕緣合格后，才能啟動(dòng)變頻器

7、 檢查所有電氣連接的緊固性，查看各個(gè)回路是否有異常的放電痕跡，是否有怪味、變色，裂紋、破損等現(xiàn)象

8、每次維護(hù)變頻器后，要認(rèn)真檢查有無(wú)遺漏的螺絲及導(dǎo)線等，防止小金屬物品造成變頻器短路事故。特別是對(duì)電氣回路進(jìn)行較大改動(dòng)后，確保電氣連接線的連接正確、可靠，防止'反送電'事故的發(fā)生。

9選型事項(xiàng)

弊端

選擇過(guò)高的電壓等級(jí)造成投資過(guò)高，回收期長(zhǎng)。電壓等級(jí)的提高，電機(jī)的絕緣必須提高，使電機(jī)價(jià)格增加。電壓等級(jí)的提高，使變頻器中電力半導(dǎo)體器件的串聯(lián)數(shù)量加大，成本上升。

可見(jiàn)，對(duì)于200～2000kW的電機(jī)系統(tǒng)采用6kV、10kV電壓等級(jí)是極不經(jīng)濟(jì)、很不合理的。

相數(shù)關(guān)系

變頻器裝置投入6kV電網(wǎng)必須符合國(guó)家有關(guān)諧波抑制的規(guī)定。這和電網(wǎng)容量和裝置的額定功率有關(guān)。

短路容量在1000MVA以內(nèi)，1000kW裝置12相（變壓器副邊雙繞組）即可，如果24相功率就可達(dá)2000kW，12相基本上消除了幅值較大的5次和7次諧波。

整流相數(shù)超過(guò)36相后，諧波電流幅值降低不顯著，而制造成本過(guò)高。如果電網(wǎng)短路容量2000MVA，則裝置容許容量更大。

節(jié)約投資

從電力電子器件特性及安全系數(shù)考慮電壓等級(jí)的必要性，受電力電子器件電壓及電機(jī)允許的dv/dt限制，6kV變頻器必須采用多電平或多器件串聯(lián)，造成線路復(fù)雜，價(jià)格昂貴，可靠性差。對(duì)于6kV變頻器若是用1700VIGBT，以美國(guó)羅賓康的PERFECTHARMONY系列6kV高壓變頻器為例，每相由5個(gè)額定電壓為690V的功率單元串聯(lián)，三相共60只器件。若是用3300V器件，也需3串共30只器件，數(shù)量巨大。另一方面裝置電流小，器件的電流能力得不到充分利用，以560kW為例，6kV電機(jī)電流僅60A左右，而1700V的IGBT電流已達(dá)2400A，3300V器件電流達(dá)1600A，有大器件不能用，偏要用大量小器件串聯(lián)，極不合理。即使電機(jī)功率達(dá)2000kW，電流也只有140A左右，仍很小。

國(guó)外的中壓變頻器有多個(gè)電壓等級(jí)：1.1kV，2.3kV，3kV，4.2kV，6kV，它們主要由電力電子器件的電壓等級(jí)所確定。

輸出同樣功率的變頻器，使用較高電壓或較多單元串聯(lián)所花的代價(jià)大于用較低電壓，較少數(shù)量而電流較大單元的代價(jià)，也就是說(shuō)在器件電流允許條件下應(yīng)盡可能選用低的電壓等級(jí)。

隔離問(wèn)題

為了隔離、改善輸入電流及減小諧波，所有的中壓“直接變頻”器都不是真正的直接變頻，其輸入側(cè)都裝有輸入變壓器，這種配置短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。既然輸入側(cè)有變壓器，變頻器和電機(jī)的電壓就沒(méi)有必要和電網(wǎng)一樣，非用10kV和6kV不可，功率2500kW以下電壓可以不超過(guò)3kV，因此就有了變頻器和電機(jī)的合理電壓等級(jí)問(wèn)題。

200kW～800kW以下的變頻調(diào)速宜選用380V或660V電壓等級(jí)。它線路簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，可靠性高，dv/dt小，價(jià)格便宜。仍以560kW電機(jī)為例，630kW660V的低壓變頻器約35萬(wàn)，而同容量6000V中壓變頻器約90萬(wàn)。實(shí)現(xiàn)的方法有低-低，低-高，高-低和高-低-高等幾種形式。由于電機(jī)，變壓器的價(jià)格遠(yuǎn)低于變頻器，即使更換電機(jī)、變壓器也合理。

如何配套

原有6kV高壓電機(jī)如何與3.5kV變頻器電壓配套

自建國(guó)以來(lái)傳統(tǒng)的6kV高壓電機(jī)是已投產(chǎn)的主要產(chǎn)品，為了推廣3.5kV變頻器不可能再花錢更換電機(jī)，作者提出一個(gè)簡(jiǎn)便方案，以供參考。

制造廠原有6kV電機(jī)一般均為星形接線，其相繞組承受實(shí)際電壓為3468V，故只要將繞組改接成三角形其它不變。配3.5kV變頻器就把變頻器電壓從6kV下降到3.5kV，從表3可見(jiàn)4.5kV器件不串聯(lián)就可承受3kV耐壓。如果用1.7kV器件3串即可。制造成本將下降30%。而我國(guó)目前30MW機(jī)組大電機(jī)2500kW采用3.5kV電壓*合理。

諧波污染

從實(shí)用角度整流橋組成12相整流可消除5、7次諧波已基本滿足電網(wǎng)諧波要求。因此400kW～800kW采用12相整流即可，1000kW～2500kW采用24相也可以符合要求

10故障預(yù)防

由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障，或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。為防患于未然，事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析尤為重要。

主回路

主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見(jiàn)故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所決定，在回路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)選定了電容器的型號(hào)，所以內(nèi)部的溫度對(duì)電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會(huì)直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10 ℃，壽命減半。因此一方面在安裝時(shí)要考慮適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度，另一方面可以采取措施減少脈動(dòng)電流。采用改善功率因數(shù)的交流或直流電抗器可以減少脈動(dòng)電流，從而延長(zhǎng)電解電容器的壽命。

在電容器維護(hù)時(shí)，通常以比較容易測(cè)量的靜電容量來(lái)判斷電解電容器的劣化情況，當(dāng)靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5 MΩ以下時(shí)，應(yīng)考慮更換電解電容器。

典型故障

故障現(xiàn)象：變頻器在加速、減速或正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過(guò)電流跳閘。

首先應(yīng)區(qū)分是由于負(fù)載原因，還是變頻器的原因引起的。如果是變頻器的故障，可通過(guò)歷史記錄查詢?cè)谔l時(shí)的電流，超過(guò)了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應(yīng)考慮是否有過(guò)載或突變，如電機(jī)堵轉(zhuǎn)等。在負(fù)載慣性較大時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間，此過(guò)程對(duì)變頻器本身并無(wú)損壞。若跳閘時(shí)的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設(shè)定范圍內(nèi)，可判斷是IPM模塊或相關(guān)部分發(fā)生故障。首先可以通過(guò)測(cè)量變頻器的主回路輸出端子U、V、W， 分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正反向電阻，來(lái)判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅(qū)動(dòng)電路出了故障。如果減速時(shí)IPM模塊過(guò)流或變頻器對(duì)地短路跳閘，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路故障；而加速時(shí)IPM模塊過(guò)流，則是下半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路部分故障，發(fā)生這些故障的原因，多是由于外部灰塵進(jìn)入變頻器內(nèi)部或環(huán)境潮濕引起。

控制回路

控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過(guò)的脈動(dòng)電流，是基本不受主回路負(fù)載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時(shí)間決定。由于電容器都焊接在電路板上，通過(guò)測(cè)量靜電容量來(lái)判斷劣化情況比較困難，一般根據(jù)電容器環(huán)境溫度以及使用時(shí)間，來(lái)推算是否接近其使用壽命。

電源電路板給控制回路、IPM驅(qū)動(dòng)電路和表面操作顯示板以及風(fēng)扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其他部分的電源，如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開(kāi)關(guān)電源部分損壞，風(fēng)扇電源的短路導(dǎo)致其他電源斷電等。一般通過(guò)觀察電源電路板就比較容易發(fā)現(xiàn)。

邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規(guī)模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現(xiàn)故障的概率很小，但有時(shí)會(huì)因開(kāi)機(jī)而使全部控制端子同時(shí)閉合，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)EEPROM故障，這只要對(duì)EEPROM重新復(fù)位就可以了。

IPM電路板包含驅(qū)動(dòng)和緩沖電路，以及過(guò)電壓、缺相等保護(hù)電路。從邏輯控制板來(lái)的PWM信號(hào)，通過(guò)光耦合將電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入IPM模塊，因而在檢測(cè)?？斓耐瑫r(shí)，還應(yīng)測(cè)量IPM模塊上的光耦。

冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風(fēng)扇。其中冷卻風(fēng)扇壽命較短，臨近使用壽命時(shí)，風(fēng)扇產(chǎn)生震動(dòng)，噪聲增大后停轉(zhuǎn)，變頻器出現(xiàn)IPM過(guò)熱跳閘。冷卻風(fēng)扇的壽命受陷于軸承，大約為10000～35000 h。當(dāng)變頻器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要2～3年更換一次風(fēng)扇或軸承。為了延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命，一些產(chǎn)品的風(fēng)扇只在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而不是電源開(kāi)啟時(shí)運(yùn)行。

電磁感應(yīng)

如果變頻器周圍存在干擾源，它們將通過(guò)輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部，引起控制回路誤動(dòng)作，造成工作不正?；蛲C(jī)，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上，加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過(guò)20 cm；盡量縮短控制回路的配線距離，并使其與主回路分離；變頻器控制回路配線絞合節(jié)距離應(yīng)在15 mm以上，與主回路保持10 cm以上的間距；變頻器距離電動(dòng)機(jī)很遠(yuǎn)時(shí)（超過(guò)100 m），這時(shí)一方面可加大導(dǎo)線截面面積，保證線路壓降在2%以內(nèi)，同時(shí)應(yīng)加裝變頻器輸出電抗器，用來(lái)補(bǔ)償因長(zhǎng)距離導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行接地，必須在專用接地點(diǎn)可靠接地，不能同電焊、動(dòng)力接地混用；變頻器輸入端安裝無(wú)線電噪聲濾波器，減少輸入高次諧波，從而可降低從電源線到電子設(shè)備的噪聲影響；同時(shí)在變頻器的輸出端也安裝無(wú)線電噪聲濾波器，以降低其輸出端的線路噪聲。

安裝環(huán)境

變頻器屬于電子器件裝置，對(duì)安裝環(huán)境要求比較嚴(yán)格，在其說(shuō)明書(shū)中有詳細(xì)安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實(shí)無(wú)法滿足這些要求，必須盡量采用相應(yīng)抑制措施：振動(dòng)是對(duì)電子器件造成機(jī)械損傷的主要原因，對(duì)于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合，應(yīng)采用橡膠等避振措施；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應(yīng)對(duì)控制板進(jìn)行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)；溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，特別是半導(dǎo)體器件，應(yīng)根據(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空調(diào)或避免日光直射。

除上述幾點(diǎn)外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風(fēng)扇也是非常必要的。對(duì)于特殊的高寒場(chǎng)合，為防止微處理器因溫度過(guò)低不能正常工作，應(yīng)采取設(shè)置空氣加熱器等必要措施。

應(yīng)用領(lǐng)域

電力：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、吸塵風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、渣漿泵

冶金：除塵風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、泥漿泵、除垢泵

石化：注水泵、電潛泵、輸油泵、管道泵、排風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、除垢泵

水務(wù)：供水泵、取水泵

環(huán)保：污水泵、凈化泵、清水泵

水泥：窯爐引風(fēng)機(jī)、壓力送風(fēng)機(jī)、冷卻器吸塵機(jī)、生料碾磨機(jī)、供氣風(fēng)機(jī)、冷卻器排風(fēng)機(jī)、分選器風(fēng)機(jī)、主吸塵風(fēng)機(jī)

造紙：打漿機(jī)

制藥：清洗泵、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)

采礦：排水泵、排風(fēng)扇、介質(zhì)泵、渣漿泵

11各種保護(hù)

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來(lái)，原來(lái)一直難于解決的高壓?jiǎn)栴}，通過(guò)器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。

Ipower系列高壓變頻器是采用多單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)的交-直交電壓源型變頻器，它通過(guò)多重疊加技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸入、輸出電壓、電流波形的正弦化，諧波得到有效控制，減少了對(duì)電網(wǎng)和負(fù)載的污染是不需要濾波器的環(huán)保型高壓變頻器。同時(shí)它還有完備的保護(hù)裝置與措施來(lái)保護(hù)變頻器和負(fù)載，以杜絕和避免因各種復(fù)雜工況而造成的損失，為用戶創(chuàng)造更大的效益。

進(jìn)線保護(hù)

進(jìn)線保護(hù)是對(duì)用戶進(jìn)線端以及變頻器的保護(hù)，其中包括防雷保護(hù)，接地保護(hù)，缺相保護(hù)，反相保護(hù)，不平衡度保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，變壓器保護(hù)等等。這些保護(hù)裝置一般都安裝在變頻器的輸入端，在運(yùn)行變頻器之前得首先保證進(jìn)線保護(hù)沒(méi)有問(wèn)題，方可運(yùn)行。

防雷保護(hù)

是通過(guò)安裝在旁路柜或變頻器輸入端的避雷器進(jìn)型防雷保護(hù)，避雷器是一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器接于變頻器進(jìn)線與地之間，與被保護(hù)變頻器并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣;電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，防止因雷擊而受到損害。

接地保護(hù)

是通過(guò)在變頻器進(jìn)線端安裝零序互感器裝置，零序電流保護(hù)的原理是基于基爾霍夫電流定律，流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓，反饋到主監(jiān)控箱，進(jìn)而發(fā)出保護(hù)命令，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。

過(guò)壓保護(hù)

缺相、反相、不平衡度保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)。缺相、反相、不平衡度保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)主要是由變頻器進(jìn)線電壓反饋版或電壓互感器進(jìn)行進(jìn)線電壓采集，再通過(guò)CPU板進(jìn)行運(yùn)算來(lái)判斷是否是缺相，反相，進(jìn)線電壓是否平衡，是否過(guò)壓，因?yàn)槿绻斎肴毕?，或反相，以及電壓不平衡或者過(guò)壓很容易造成變壓器燒毀，或是功率單元損壞，或者電機(jī)反轉(zhuǎn)。

變壓器保護(hù)

Ipower系列高壓變頻器只要由三部分組成：變壓器柜，功率單元柜，控制柜組成，變壓器是采用切分式干式變壓器將高壓交流電變換成一系列不同角度的低電壓為功率單元供電，變壓器只能通過(guò)風(fēng)冷進(jìn)行冷卻，因此對(duì)變壓器的保護(hù)主要是通過(guò)變壓器的溫度進(jìn)行保護(hù)，防止變壓器溫度過(guò)高，而造成變壓器線圈燒毀。在變壓器三相得線圈里放置溫度探頭，將溫度探頭的令一端連接到溫控裝置，該溫控裝置可以設(shè)施變壓器底部風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)溫度，告警溫度，和跳閘溫度，同時(shí)將各相線圈溫度顯示數(shù)來(lái)，如果溫度達(dá)到告警或跳閘值，溫控器會(huì)將信號(hào)送至PLC，將報(bào)警信息顯示在用戶界面，PLC會(huì)進(jìn)行告警或跳閘保護(hù)。

出線側(cè)保護(hù)

Ipower系列高壓變頻器的出線保護(hù)是對(duì)變頻器輸出側(cè)部分及負(fù)載的保護(hù)，包括輸出過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)，輸出短路保護(hù)，電機(jī)超溫保護(hù)等等。

輸出過(guò)壓

輸出過(guò)壓保護(hù)是通過(guò)輸出側(cè)電壓采樣板對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集，如果輸出電壓過(guò)高，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

輸出過(guò)流

輸出過(guò)流保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)輸出的霍爾采集的輸出電流，而進(jìn)行比較判斷是否造成過(guò)流。

輸出短路

針對(duì)電動(dòng)機(jī)定子繞組及其引出線相間發(fā)生短路故障時(shí)所采取的保護(hù)措施。變頻器如果判斷輸出短路則立即對(duì)功率單元發(fā)出封鎖，停止運(yùn)行。