西安西玛高压电机变频调速控制的转换

随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的发展，越来越多的高压变频调速技术应用于水利工程。水工程公司计划在取水泵房内选择一个12脉冲电压源型高压变频控制器，以控制355KW的动力泵电机，并更新水泵电机的变频调速技术。



据报道，我国广泛使用的高压电机耗电量占全国发电量的30%。西安西玛电机的高压电机变频调速装置研制成功后，可节约30%的能源。其经济价值不可预测，产品市场前景诱人。

为了达到节约电能和优化工艺的目的，西安西玛电机必须考虑以下四点：

1、高压电机特性试验和技术规范修订

当普通电机由变频器驱动时，变频器输出端的电压和电流的谐波分量会增加电机损耗、降低效率并提高温度。高次谐波导致的损耗增加主要反映在定子和转子的铜损耗、铁损耗和附加损耗的增加。其中，转子铜损失最为严重，因为异步电机总是以接近1的转差率旋转，因此转子铜损失非常大。在普通异步电机中，转子的趋肤效应提高了电机的起动性能，增加了实际阻抗，从而增加了铜损失。

另一方面，由于高压电机线圈之间的分布电容，当输入高阶谐波电压时，线圈之间的电压是不均匀的。这种长期反复的动作损坏了定子线圈的一部分绝缘，导致线圈老化，这在普通异步电机的绝缘结构中是不可接受的。此外，电机的电磁电路可能不是绝对对称的，因此变频器输出电源中包含的谐波分量与电磁电路中固有的空间谐波分量相互作用，以形成各种电磁脉动。

同时，由于西玛电机处于恒定频率控制的运行状态，因此容易与电机的机械部分发生机械共振，导致电机的机械部件损坏。

因此，为了避免变频控制改造项目中变频控制系统运行过程中出现上述问题，在技术设计中必须考虑与高压电机制造商的技术合作，对电机的相关特性进行速度控制实验，并对原电机的技术规范进行修订。

2、电力电缆选择要点及铺设要求

由于变频器输出端和电机之间的连接是电缆安装的，并且线路的每一级都有接地电容，因此运行期间线路上的电容电流不相同。如果电缆长距离连接，且线路中存在高阶谐波电流，则在单相接地发生后，故障电容电流引发的电弧会长期熄灭，这会使电缆的这一端变热，并造成干扰隔离。

因此，在改造工程中，考虑到电缆结构上的三相对称性和屏蔽性，应适当增加输出电力电缆的变频调速，敷设长度不应超过100m，应更换合格的电源线。现场敷设时，电力电缆、控制电缆和信号电缆必须分开敷设，以避免电力电缆中高次谐波产生的磁场干扰其他信号。

3、变频器工作环境的基本要求

由于高压变频器的变频器部分采用高压IGBT等功率器件，其开闭频率大于100HZ，容易形成高阶谐波电流，使得变频器器件在运行过程中产生一定的热量。通常，变频器柜的顶部配有一个排风扇，将柜内的热量散发到室内，这会增加室内环境温度，并最终影响柜内设备的可靠运行。

因此，在水系统的技术设计中，一般的变频调速分别设置在变频调速室内，室内必须配备备用空调系统。控制室内的环境温度在变频器要求的范围内。同时，还有通风门窗。如有必要，可使用专用风道进行强制通风和冷却。

4、高压供电系统输出断路器控制的技术改进

变频调速装置中使用的变压器高压侧必须直接连接到高压系统中的控制柜，但控制柜的保护区域仅为电源线与变压器低压侧之间的短路，而变频器的故障必须由变频器本身的检测和保护系统来完成。如果变频器发生故障并发出触发信号，断路器必须可靠触发。

如果变频器发生故障（必须触发断路器），则触发线圈断电，断路器拒绝动作，从而损坏变频器中的电源设备。

因此，在设计中西安西玛电机选择了带欠压输出线圈的断路器。一旦触发电路断开或控制电源消失，断路器首先自动触发，以保护变频器的设备安全。

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