西安西瑪高壓電機變頻調速控制的轉換

隨著工業自動化水平的不斷提高和電力電子技術的發展，越來越多的高壓變頻調速技術應用于水利工程。水工程公司計劃在取水泵房內選擇一個12脈沖電壓源型高壓變頻控制器，以控制355KW的動力泵電機，并更新水泵電機的變頻調速技術。



據報道，我國廣泛使用的高壓電機耗電量占全國發電量的30%。西安西瑪電機的高壓電機變頻調速裝置研制成功后，可節約30%的能源。其經濟價值不可預測，產品市場前景誘人。

為了達到節約電能和優化工藝的目的，西安西瑪電機必須考慮以下四點：

1、高壓電機特性試驗和技術規范修訂

當普通電機由變頻器驅動時，變頻器輸出端的電壓和電流的諧波分量會增加電機損耗、降低效率并提高溫度。高次諧波導致的損耗增加主要反映在定子和轉子的銅損耗、鐵損耗和附加損耗的增加。其中，轉子銅損失最為嚴重，因為異步電機總是以接近1的轉差率旋轉，因此轉子銅損失非常大。在普通異步電機中，轉子的趨膚效應提高了電機的起動性能，增加了實際阻抗，從而增加了銅損失。

另一方面，由于高壓電機線圈之間的分布電容，當輸入高階諧波電壓時，線圈之間的電壓是不均勻的。這種長期反復的動作損壞了定子線圈的一部分絕緣，導致線圈老化，這在普通異步電機的絕緣結構中是不可接受的。此外，電機的電磁電路可能不是絕對對稱的，因此變頻器輸出電源中包含的諧波分量與電磁電路中固有的空間諧波分量相互作用，以形成各種電磁脈動。

同時，由于西瑪電機處于恒定頻率控制的運行狀態，因此容易與電機的機械部分發生機械共振，導致電機的機械部件損壞。

因此，為了避免變頻控制改造項目中變頻控制系統運行過程中出現上述問題，在技術設計中必須考慮與高壓電機制造商的技術合作，對電機的相關特性進行速度控制實驗，并對原電機的技術規范進行修訂。

2、電力電纜選擇要點及鋪設要求

由于變頻器輸出端和電機之間的連接是電纜安裝的，并且線路的每一級都有接地電容，因此運行期間線路上的電容電流不相同。如果電纜長距離連接，且線路中存在高階諧波電流，則在單相接地發生后，故障電容電流引發的電弧會長期熄滅，這會使電纜的這一端變熱，并造成干擾隔離。

因此，在改造工程中，考慮到電纜結構上的三相對稱性和屏蔽性，應適當增加輸出電力電纜的變頻調速，敷設長度不應超過100m，應更換合格的電源線。現場敷設時，電力電纜、控制電纜和信號電纜必須分開敷設，以避免電力電纜中高次諧波產生的磁場干擾其他信號。

3、變頻器工作環境的基本要求

由于高壓變頻器的變頻器部分采用高壓IGBT等功率器件，其開閉頻率大于100HZ，容易形成高階諧波電流，使得變頻器器件在運行過程中產生一定的熱量。通常，變頻器柜的頂部配有一個排風扇，將柜內的熱量散發到室內，這會增加室內環境溫度，并最終影響柜內設備的可靠運行。

因此，在水系統的技術設計中，一般的變頻調速分別設置在變頻調速室內，室內必須配備備用空調系統。控制室內的環境溫度在變頻器要求的范圍內。同時，還有通風門窗。如有必要，可使用專用風道進行強制通風和冷卻。

4、高壓供電系統輸出斷路器控制的技術改進

變頻調速裝置中使用的變壓器高壓側必須直接連接到高壓系統中的控制柜，但控制柜的保護區域僅為電源線與變壓器低壓側之間的短路，而變頻器的故障必須由變頻器本身的檢測和保護系統來完成。如果變頻器發生故障并發出觸發信號，斷路器必須可靠觸發。

如果變頻器發生故障（必須觸發斷路器），則觸發線圈斷電，斷路器拒絕動作，從而損壞變頻器中的電源設備。

因此，在設計中西安西瑪電機選擇了帶欠壓輸出線圈的斷路器。一旦觸發電路斷開或控制電源消失，斷路器首先自動觸發，以保護變頻器的設備安全。

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