高壓變頻大環(huán)境
未來五年中國在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的投資將達到3000億美元，占世界市場的30%，我國政府已把節(jié)能減排作為轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要措施。為此，國家將培育一批具有自主品牌、核心技術(shù)能力強、市場占有率高、能夠提供較多就業(yè)機會的優(yōu)勢企業(yè)和企業(yè)集團，使環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟的新興支柱產(chǎn)業(yè)。中國節(jié)能減排市場十分廣闊，在實施這些節(jié)能減排措施的過程中，將大量采用節(jié)能環(huán)保的技術(shù)和設(shè)備，在以節(jié)能減排為引導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，環(huán)保節(jié)能相關(guān)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品將收獲頗豐。作為國家十大重點節(jié)能項目之一的電機節(jié)能，變頻調(diào)速是其主要技術(shù)手段，這為變頻節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的機遇。

業(yè)界普遍認為，高壓變頻器正在迎來發(fā)展的黃金時期。目前，低壓變頻器已達到相當(dāng)?shù)钠占俺潭?，而高壓變頻器起步較晚普及率還不到10％，在近年內(nèi)這個數(shù)據(jù)肯定會有較大提高。高壓變頻器不僅能實現(xiàn)節(jié)能，還能保護設(shè)備，實現(xiàn)自動控制，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)率。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，高壓變頻器不僅用于風(fēng)機水泵節(jié)能，在運動控制領(lǐng)域也能發(fā)揮巨大作用，比如提升機、軋機、軌道牽引等。

合康高壓變頻器目前的技術(shù)動態(tài)
經(jīng)過幾年的發(fā)展，國產(chǎn)高壓變頻器已逐步得到用戶的認可，并取得占據(jù)國內(nèi)半壁江山的可喜成績。目前國內(nèi)廠家的競爭格局有點像原來通訊產(chǎn)業(yè)的“巨大中華”（巨龍、大唐、中興、華為），高壓變頻市場現(xiàn)在是春秋時期，將來還要進入戰(zhàn)國時期。因此，高壓變頻器企業(yè)要在洗牌之前打造自己的核心競爭力。

高壓變頻器由于其特殊性導(dǎo)致了其至今仍然沒有統(tǒng)一的拓撲結(jié)構(gòu)。目前高壓變頻器的工作方式主要有四種：一是器件串聯(lián)、二是電流源型
一、進一步提高運行的可靠性、延長預(yù)期壽命

（1）加強檢驗手段，完善過程控制

2007年合康花大力氣自主設(shè)計和制作了一批測試、檢驗及老化工裝設(shè)備，尤其在老化方面盡量模擬變頻器運行現(xiàn)場對電路板單元及整機進行老化。

（2）完善變頻器性能，如限流功能、電壓余度、瞬時停電、飛車啟動、限壓等，避免不必要停機。

（3）組建變頻器帶載運行平臺，兩臺電機同軸安裝在一個平臺上，一臺用矢量控制能量回饋型變頻器驅(qū)動，一臺用測試變頻器驅(qū)動，能實現(xiàn)能量回饋負載實驗。

（4）進行總體壽命設(shè)計，在材料選用上確保變頻器的整體使用壽命，如電線電纜、風(fēng)機等。

（5）重新定義技術(shù)服務(wù)的職能。原先哪里出現(xiàn)問題哪里去維修，實際就是一個救火隊，通過這幾年的運行經(jīng)驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可以提前預(yù)測可能發(fā)生的故障，通過維護去盡量避免在運行過程中出現(xiàn)故障。

二、進行差異化設(shè)計、更好地適應(yīng)不同工況要求

這其中包含了工程的部分內(nèi)容，或進行二次開發(fā)。如火電廠風(fēng)機的聯(lián)動控制，確保故障時鍋爐的安全運行；皮帶機中雙機驅(qū)動兩臺變頻器的協(xié)調(diào)控制；海洋平臺的三防設(shè)計等。煤礦監(jiān)察和控制系統(tǒng)原先都獨成體系，監(jiān)而不控或控而不監(jiān)，造成資源浪費，現(xiàn)在合康已把它們整合成了一體。

三、拓展國際市場

我們已經(jīng)成功進入俄羅斯市場，占據(jù)俄羅斯一半的份額，現(xiàn)在還在開發(fā)東南亞及亞洲市場，在這個過程中積累經(jīng)驗，適應(yīng)國際環(huán)境，為日后進軍歐美日打好基礎(chǔ)，因為每個國家都有自己的標(biāo)準和要求，如俄羅斯對可靠性的要求就非?？量獭?

四、特殊功能設(shè)計

（1）同步切換，有些工況不允許停機，或者象皮帶機、球磨機等，變頻器僅作為啟動設(shè)備，這都要求從變頻到工頻或從工頻到變頻的無縫切換，通過鎖相技術(shù)能夠?qū)⒆冾l器的輸出調(diào)制為工頻電源特性。

（2）同步電機調(diào)速，同步電機啟動時必須找準磁極位置，否則處于失步狀態(tài)，無法實現(xiàn)同步啟動，為達到最佳節(jié)能效果，運行過程中還要根據(jù)負載率調(diào)整勵磁電流

（3）冷卻風(fēng)機雙電源供電確保停機不產(chǎn)生結(jié)露而降低絕緣水平

（4）矢量控制，改善低速運行特性，如攪拌泵、皮帶機、壓縮機等

合康高壓變頻2007年的發(fā)展重點

一、大容量

2006年在俄羅斯投運的1臺4000kW/6kV高壓變頻器，是當(dāng)時投運容量最大的國產(chǎn)高壓變頻器，目前正在開發(fā)的7000kW/10kV高壓變頻器，需要解決的問題是：

（1）冷卻

（2）IGBT并聯(lián)、均流、吸收

（3）大電流帶來分布參數(shù)的影響

二、能量回饋

目前主要應(yīng)用于煤礦絞車控制，包括豎井和斜井，主井和副井，整流部分采用IGBT，實現(xiàn)能量的雙向流動。

三、同步機高壓變頻

從電機構(gòu)造來講，異步電機功率做不大，因此大型驅(qū)動一般采用同步電機，同步電機不單要調(diào)速，實際上是一種位置控制，以前一般采用交-交變頻方式，采用單元串聯(lián)方式后能得到更好的輸入輸出特性，響應(yīng)速度也更快。


合康高壓變頻的應(yīng)用實踐

一、俄羅斯下諾夫斯羅德市給水泵（2006年投運）


始建于1925年的俄羅斯夏諾夫格羅德市燃氣發(fā)電廠，合康變頻器用于給水泵，為了降低變頻器上電時對電網(wǎng)和單元的沖擊電流，增加了一個啟動柜。變頻器寬高深為7.2×2.4×1.4。變頻器在運往俄羅斯之前，在北京重型電機廠進行型式實驗，負載為1臺3600kW/6kV同步發(fā)電機，2臺1000kW直流電動機帶動2臺1000kW同步發(fā)電機，通過調(diào)節(jié)勵磁調(diào)節(jié)變頻器輸出電流。目前已有30余臺出口到俄羅斯，主要用于包括火電、石油等能源行業(yè)。

二、海洋平臺（2004年投運）

海洋平臺運行環(huán)境特殊，需要重點解決以下難題：

（1）運輸?shù)跹b困難，要求可靠性非常高；

（2）空間小，沒有控制電源，通過小變壓器取電；

（3）鹽露重、需要三防，包括柜體、連接件、電路板等方面；

（4）防滴與散熱兼顧；

（5）對電纜等均有要求，需通過船級社檢驗。

2004年8月22日，合康HIVERT-Y06/077高壓變頻器在勝利油田海洋石油開發(fā)公司埕島中心1號平臺2#注水泵成功投運，穩(wěn)定運行至今，打破了洋品牌在海洋平臺上的壟斷局面，為國產(chǎn)高壓變頻器贏得了一份榮譽。


三、同步電機（2007年投運）

活塞式壓縮機同步機

同步電機的技術(shù)難點如下：

（1）恒轉(zhuǎn)矩負載，必須考慮電機發(fā)熱，根據(jù)電機負載率確定最低轉(zhuǎn)速

（2）同步啟動和異步啟動，投運時間及勵磁電流選擇

（3）勵磁調(diào)節(jié)

四川隆橋化工公司于2007年6月，投運了1臺合康HIVERT-T06/077(800kVA/6kV)高壓變頻器,采用先進的無速度傳感器矢量控制技術(shù)，無大電流沖擊,負載運行平穩(wěn),運行頻率連續(xù)可調(diào)。高壓變頻器投入后節(jié)能效果明顯,在滿負荷運行下節(jié)能效果可達到15%以上。擴展了高壓變頻器產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，為國內(nèi)同步電機進行變頻調(diào)速翻開了新的篇章。

四、煤礦提升機（2007年投運）

礦井提升機

安徽淮北朔里煤礦于2006年10月1套合康HIVERT-YVF06/077高壓變頻調(diào)速電控系統(tǒng)，大大提高了副井系統(tǒng)的安全性和可靠性，速度曲線平穩(wěn)，確保了副井提升機高質(zhì)量運行，具有能量回饋電網(wǎng)功能，節(jié)能效果顯著，原每月平均用電量3.1萬度,現(xiàn)使用高壓變頻調(diào)速電控系統(tǒng)每月平均用電量2.33萬度,節(jié)電0.77萬度，節(jié)電率為25%。

合康變頻器具有瞬時停電跟蹤功能，實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)矩、高精度、寬調(diào)速范圍驅(qū)動。同時具有低速輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，保護功能齊全，可靠性高，故障率低，維護方便等優(yōu)點。由于采用了高壓變頻控制技術(shù)，整個運行過程平穩(wěn)，無級調(diào)速，乘坐舒適，減少了機械的沖擊，延長了設(shè)備使用壽命，產(chǎn)生了非?？捎^的經(jīng)濟及社會效益。