一、高压大功率变频器介绍
电动机广泛应用于国民生产和生活的动力供给中，其用电量占社会总用电量
的 80％以上，在实际运行中，由电动机带动的风机、水泵和机械传动时，当调
节其风流量、水流量和传动力时，可通过改变电机转速来实现。当减小流量或传
动力时，电动机转速变慢，耗电量随之减少，从而可以达到节电的目的。实现对
电机转速的调节有多种方法，而变频调节方案则是其中最佳方案，因此采用变频
技术节省电动机的耗电量，无疑会收到巨大的经济效益和社会效益。
进而在八十年代出现的低压通用节电变频器在使用低压小容量电机的企业
中得到了广泛的应用，取得了显著的效益，但是，广泛用于电力、石油、化工、
供水、钢铁、冶金领域的风机、水泵等高压大容量电机的用电量占电机总用电量
的 70％以上，对其变频调速由于实现技术困难，直到进几年才刚刚起步。随着
电力电子技术、自动控制技术的不断发展，变频调速以其优异的调速性能、高效
率、高功率因数和节电效果.
二、常用调速方式分类
根据交流电动机的转速特性表达式可知，它的调速方式可分为三大类：频率
调节、磁极对数调节和转差率调节，比较成熟和广泛应用的有8种通用调速技
术，见下图：
交流电动机主要调速方式分类图
基于节能角度，通常把交流调速分为高效调速和低效调速。高效调速指基本
上不增加转差损耗的调速方式，在调节电动机转速时转差率基本不变，不增加转
差损失，或将转差功率以电能形式回馈电网或以机械能形式回馈机轴；低效调速
则存在附加转差损失，在相同调速工况下其节能效果低于不存在转差损耗的调速
方式。
属于高效调速方式的主要有变极调速、串级调速和变频调速；属于低效调速
方式的主要有滑差调速（包括电磁离合器调速、液力偶合器调速、液粘离合器调
速）、转子串电阻调速和定子调压调速。其中，液力偶合器调速和液粘离合器调
速属于机械调速，其他均属于电气调速。变极调速和滑差调速方式适用于笼型异
步电动机，串级调速和转子串电阻调速方式适用于绕线型异步电动机，定子调压
调速和变频调速既适用于笼型，也适用于绕线型异步电动机。变频调速和机械调
速除适用于异步电机外，还可用于同步电动机。
三、高压大功率变频器产品特点
传统的高压大功率变频装置采用 IGBT 单元串连多电平方式以及 IGBT 三电
平方式，然而这两种新技术方案仍然存在一些缺点：均需要有中间直流环节，致
使电路复杂，需要加装可靠性较差且成本高昂的电解电容器作为直流滤波环节。
多电平叠加方案由于采用多级串连，装置体积较大，工作效率也偏低，系统较为
复杂。多电平方案输入侧需要加入有源整流电流，以保证较好的谐波含量，而输
出侧则要加入输出滤波器，以滤除输出高频谐波，从而使得控制方案复杂，设备
成本较高，维护难度也较大。同时，这两种方案均采用大容量 IGBT，而该器件
我国尚不能生产，需完全依赖进口。
四、新型高压大功率变频装置特点可以具体归结为：
¨ 变频器特性
该系列高压变频器是高晟电力科技有限公司拥有自主知识产权的高压
交流电机调速驱动装置，变频器采用先进的功率单元串连叠波技术，正
弦波直接调制（SDM）技术，采用 32 位高速数字处理器（DSP）控制，
新颖的全中文操作界面，可靠性高，性能优越，操作简便；
¨ 创新的主电路结构
主电路无需现有同类产品所必须的整流，滤波电路，摒弃了需要定期更
换的大容量电解电容器，节省了大笔的维修费用，也避免了停机所带来
的损失；其线路简单，运行中变频器损耗为常规的三分之一，同时可靠
性也大幅度提高，将目前的普通高压大功率变频器的设计寿命从 5～8
年提高的 20 年以上；
¨ 高质量的电源输入
变频器输入侧采用隔离变压器多组二次线圈经过移相，为功率单元提供
电源，进而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制
了网侧谐波电流的产生。
五、完美的输出特性
单元串联叠波输出，大大削弱了输出谐波含量，输出波形几近完美的正
弦波，与其他形式的高压大容量变频器比较具有一下优点：
# 无高次谐波，无需输出滤波装置
# 可以驱动普通高压电动机，而不会增加电机温升，降低电机容量
# 电机电缆无任何长度限制
# 保护电机绝缘不受 dv/dt 应力的损害
# 不会因为谐波力矩而降低设备使用寿命
六、灵活的控制方式
# 本地控制：通过柜门按钮和触摸屏控制，为只要控制方式；
# 远程 I/O 控制：通过变频器内置 PLC 的 I/O 接口，与远程开关按钮
相连，实现远程控制。
七、自诊断功能
变频器具有完善的自我诊断能力，在线监控系统状态。故障发生时，变
频器自动采用相应的保护措施，并保存故障发生时的时间、原因、故障
点及故障时的运行参数，可帮助维护人员迅速找到故障原因，排除故障。
八、其他特性
# 高效率，系统总效率高达 97％以上
# 可直接四相限运行
# 宽广的输入电压范围，更适合国内电网条件
# 功率单元模块化结构，可以互换
# 功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离
# 更高的可靠性
# 更低的成本
# 更小的体积
九、技术参数
（1）输出功率： 300～5000kVA
（2）输出频率： 0～60Hz
（3）过载能力： 120％
（4）输入电压： 3～10kV AC
（5）输入频率： 45～55Hz
（6）输入输出电流谐波含量： < 5%
（7）输入电压变化范围＋5％～－10％
（8）输出频率分辨率 0.1Hz
十、使用条件
（1）环境温度
户内 0℃～+40℃
（2）空气相对湿度
不超过 90％，变化率不超过 5％/h,且不得出现凝露
（3）高度
海拔 1000m 以下
（4）安装场所
无火灾、爆炸危险，无导电尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸
汽。
（5）地面倾斜度
不大于 3 。
十一、应用领域
可适用于火力发电厂、石油、化工、自来水、矿山及冶金等众多行业内高压
电机的调速、节能、软起动及智能化控制
|
行业
|
负荷类型
|
|
火力 发电
|
送风机、引风机、循环水泵、给水泵、热网供水泵、热网回水泵、磨煤机
|
|
城市 供水
|
取水泵、送水泵
|
|
石油
|
注水泵、输油泵、输气泵
|
|
化工
|
压缩机、风机、循环水泵、水机等
|
|
矿工
|
矿井提升机、渣浆泵、通风机、球磨机等
|
|
冶金
|
给水泵、除尘风机、引风机、制氧机
|
|
水泥
|
水泵、引风机、送风机、除尘风机、研磨机等
|
|
制糖
|
离心传动
|
|
造纸
|
均浆机
|
十二
（1）进行系统分析，提供优化方案
（2）成套装置的安装指导
（3）成套装置的试运行
（4）为运行人员提供专业技术培训