基于冗余无缝切换技术的变频装置

任务来源：

技术领域：11

技术来源：自主研发。6个主要发明专利：用于高压变频器的智能调节散热方法及系统、多个IGBT短路检测和保护方法及装置、低压变频器直流电压采样装置、一种变频器中IGBT驱动电路、一种低压变频器的预充电电路及预充电方法、一种高压变频器功率单元及其主板的检测监控系统。

技术原理

该装置通过应用变频技术与微电子技术改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。该系列产品通过改变供电频率，从而调节负载，起到降低功耗、减小损耗、延长设备使用寿命等作用。

技术特色

（1）移相变压器抑制谐波干扰技术。移相变压器的作用是降压、提供独立电源、电流多重化。降压可以使用低耐压功率管，降低dv/dt。独立电源是输出电压重组的要求。电流多重化可以降低电网侧电流谐波，对电网污染少，输入电流波形接近正弦波。（2）多电平多重化PWM调制技术。每个单元逆变器输出电压为U、0、-U三种状态电平，10kV系统每相8个单元叠加，每相中各串联功率单元的载波信号错开一定的电角度与参考波进行调制，使得输出波形接近正弦波，输出电流谐波小，满足了中高压电机对变频器的电压波形的要求，避免电机过热。（3）基于空间矢量的调制方法。空间电压矢量（SVPWM）法与载波调制方法有所不同，它是以电动机的角度为基准，目标在于让电机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。（4）高精度三相数字锁相环算法。此技术的应用可以取消干式电抗器，实现工频与变频之间双向“无缝”切换，一些特殊工况可以实现“软停车”功能。

技术指标

通过国家电控配电设备质量监督检验中心检验，各项指标均合格，性能优良。有系列产品，以6kV中压变频器为例，其主要综合技术指标（输出功率）：输出线电压范围：0～6kV；输出电压谐波：额定输出时不大于7%；最大输出频率：120Hz；系统效率：大于97%；电流过载能力：110%～120%/60s，120%～150%/3s。

应用范围及前景

适用于各类大型泵站（排水泵站、供水泵站、调水泵站）、水电站、引水工程、水利水电工程等所有用到电机的场所。已有11套基于冗余无缝切换技术的变频装置在宽城满族自治县城峪耳崖供水工程、承德市水利水电建筑安装有限责任公司宽城水务三级泵站、云南安宁再生水厂项目等地方得到应用，设备运行稳定，在满足用户工艺需求的情况下，节能率达到25%～35%，产生了良好的经济效益。

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蒋婷

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