中压变频器及应用综述

1引言

变频器正向着低噪声、高性能、高可靠性方向发展，通用变频器以其调速范围宽、调速精度高、动态响应快、效率高及操作方便等优点，在节约能源，控制工业生产过程，提高企业自动化生产水平等方面取得了良好的效果。随着通用变频器的广泛应用，中压变频器正在得到推广和应用。中压变频调速有多种方案，如中—低—中方案，中—低方案及中—中方案等，用户应结合本身中压电机负载的情况选择性能价格比最优的方案。本文就目前中压变频器的最新进展及应用发表一些看法供参考。

2中压变频器产品及概况

（1）西门子公司

西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、电压源型和公共直流母线型。在中压变频器应用领域，西门子公司采用中—低—中方案较好地解决了(300～630)kW/6kV电机的调速问题，即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器，在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高，价格较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。若将中压6kV电机改为690V或3300V电机，则只用降压变压器、变频器组成变频器驱动系统，即所谓中—低方案。中压变频器可用于新工程项目和技改项目，在新工程项目中，可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中，可将6kV电机改为3300V或更低电压等级的电机，虽增加了费用和工作量，但却使得电机、变频器驱动系统更加合理，中—低方案不仅解决了风机、泵等变转矩负载的调速问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载（如挤压机、提升机等转矩负载）也提供了较好的解决方案。为配套方便，西门子公司已在国内提供3300V、690V中低压电机。以下就西门子公司推出的采用高压IGBT、三电平技术的直接高压中压变频器做一介绍。

SIMOVERTMV中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理，其具有极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压IGBT具有可靠性高、驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。图1为MV系统原理图。

MV系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点，其输入变压器为三绕组，采用AFE有源前端的MV变频器可用于弱电网，具有动能储备电源、飞车再起动电源和自动再起动功能。额定电机电压为23kV，33kV，416kV及6kV等规格。

（2）美国AB公司

AB公司中压变频器为Bulletin1557系列，控制方式采用无速度传感器直接矢量控制，电机转矩可快速变化而不影响磁通，运行效果近似直流传动装置。电路结构为交—直—交电流源型，采用功率器件为GTO，综合了脉宽调制技术和电流源功率结构的优点；其谐波符合IEEE5191992，AB可提供几种方案以满足谐波抑制的要求，如标准的12脉冲或18脉冲整流器，标准的谐波滤波器或功率因数补偿器及PWM整流器等。图2为18脉冲整流器结构的Bulletin1557变频器。

图1MV系统原理图

图218脉冲结构的Bulletin1557变频器

图3ACS1000的结构原理图