高壓交流調(diào)速系統(tǒng)廣泛應用于風機、水泵類負載，主要目的是為了節(jié)能或滿足工藝要求。此類應用一般只對電機調(diào)速范圍有要求，對調(diào)速精度沒有嚴格要求。國內(nèi)某著名風機公司委托深圳市微能科技有限公司研制能嚴格控制轉(zhuǎn)速，用于檢測風機不同速度下運行特性的高精度交流調(diào)速裝置。

　　該系統(tǒng)由2臺風機實驗裝置組成，其中一臺由2000KW/10KV的2極電機拖動；另一臺為3500KW/10KV的2極電機拖動?？紤]到系統(tǒng)采用一套4000KW/10KV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進行調(diào)速，根據(jù)不同要求，可將2套風機試驗裝置之一由高壓切換柜切換至高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)上，以便測試對應的風機動態(tài)特性。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在10KV電源側(cè)采用多達54重化整流技術(shù)，電網(wǎng)側(cè)諧波污染小，功率因數(shù)高，無需功率因數(shù)補償及諧波抑制裝置，對同一電網(wǎng)上用電的其它電氣設(shè)備不產(chǎn)生諧波干擾。

　　在輸出側(cè)由每個單元的L1、L2輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，由于采用移相疊加正弦脈寬調(diào)制SPWM技術(shù)，輸出諧波非常小，可消除葉片與軸承的振動，無需諧波抑制裝置可直接適配各種電機。

　　高壓變頻器主控制部分采用電機控制專用MCU與CPLD及FPGA器件為控制核心，實現(xiàn)電機運行控制計算及各種信號的檢測、分析判斷和處理?？刂破髦形娘@示，具備顯示頻率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、故障等功能。控制電源采用兩路電源自動切換技術(shù)，保證供電可靠性。另外，當控制電源掉電后，可由系統(tǒng)配備的UPS繼續(xù)供電。

　　主控制部分和單元控制部分通過光纖進行信號傳輸，可有效避免電磁干擾，增強系統(tǒng)的可靠性。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用多個功率單元串聯(lián)的形式。對于10KV系統(tǒng)，每相九個單元串聯(lián)，每個功率單元輸出交流有效值Vo為640V，相電壓為5760V，線電壓為10000V。

　　電壓疊加形成高壓輸出原理結(jié)構(gòu)

　　功率單元主要由三相橋式整流、濾波電容器、IGBT逆變橋構(gòu)成，同時還包括由功率器件驅(qū)動、保護、信號采集、光纖通訊等功能組成的控制電路。通過控制IGBT的工作狀態(tài)，輸出PWM電壓波形。每個電壓、電流規(guī)格大小相同的功率單元在結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。

　　功率單元主電路基本結(jié)構(gòu)

　　風機檢測高壓交流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下。

　　風機試驗臺系統(tǒng)示意圖

　　通過操作臺上的啟動按鈕、停止按鈕和急停按鈕，可控制高壓變頻器的啟動、停止和急停；也可通過操作臺的觸摸屏實現(xiàn)變頻器的啟動、停止和急停操作，并使用觸摸屏來設(shè)定變頻器的給定頻率。還可通過操作變頻器本機的觸摸屏啟動、停止或急停高壓變頻器，并使用數(shù)字給定頻率調(diào)節(jié)變頻器。

　　操作臺上的觸摸屏還可顯示電機的轉(zhuǎn)速、電壓、電流、給定頻率、輸出頻率以及故障信息等，并通過modbus協(xié)議上傳至上位機監(jiān)控系統(tǒng)。

　　由于現(xiàn)場有2000kw和3500kw2臺不同功率的風機試驗裝置，因此對電機和負載的保護值也不盡相同，當選擇不同風機試驗裝置時可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇2000kw和3500kw兩種保護狀態(tài)。

　　通過旋轉(zhuǎn)編碼器實時精確測量電機轉(zhuǎn)速，作為轉(zhuǎn)速反饋構(gòu)成閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。

　　WIN-HV系列4000KW/10KV高壓交流調(diào)速裝置操作臺

　　WIN-HV系列高壓交流調(diào)速裝置通過操作臺上或變頻器本機上的觸摸屏進行運行頻率數(shù)字給定。運行頻率范圍為0.10Hz～50.00Hz，頻率分辨率為0.01Hz。通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，完全可以達到轉(zhuǎn)速精度0.3%的要求。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有故障報警和故障查詢功能，提高排除故障效率，為用戶維護提供方便。具有自動記錄運行狀態(tài)和進行顯示的功能，并對顯示數(shù)據(jù)分類，方便日常維護。同時可通過串行通信與上位機連接，將運行狀態(tài)信息上傳到上位機，對數(shù)據(jù)進行分析、報表打印等。

　　當變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障停機或?qū)ψ冾l調(diào)速系統(tǒng)進行檢修時，電動機直接接電網(wǎng)工頻運行，以提高整個系統(tǒng)的適應能力，保證用戶負荷的連續(xù)運行要求。

　　WIN-HV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)還設(shè)計有功率單元旁路功能。當某個單元發(fā)生單元過熱、單元短路、單元過壓等故障時，控制系統(tǒng)自動將該功率單元從系統(tǒng)切除，同時將與其同級不同相的其它兩個單元切除，保證系統(tǒng)在一定的帶載能力下繼續(xù)運行。

　　WIN-HV系列4000KW/10KV高壓交流調(diào)速系統(tǒng)應用于用戶的風機測試上，經(jīng)現(xiàn)場運行調(diào)試合格，已通過用戶驗收。