高壓變頻裝置配套用移相整流變壓器的設(shè)計研究
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- 本文介紹了高壓變頻器的工作原理，并論述高壓變頻器配套用移相整流變壓器的移相原理，設(shè)計研究和技術(shù)特點，提出了相應(yīng)的計算方法。摘要：本文介紹了高壓變頻器的工作原理，并論述高壓變頻器配套用移相整流變壓器的移相原理，設(shè)計研究和技術(shù)特點，提出了相應(yīng)的計算方法。
關(guān)鍵詞： 高壓變頻器 移相整流變壓器 移相 設(shè)計要點 計算方法
Design and Study on phase-shifting rectifier transformer for the supporting use of high-voltage frequency converter
Yunnan Transformer and Electric Joint-stock Company Ltd.
Liu Xi
Abstract: This article introduces the operating principle of the high-voltage frequency converter, expounds the rectifying principle of the phase-shifting rectifier transformer for the supporting use of high-voltage frequency converter, its design and study and its technological characteristics and puts forward the relevant calculating methods.
Key words: high-voltage frequency converter, phase-shifting rectiformer (rectifier transformer), phase-shifting, calculating methods, main design consideration
1．前言
隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動了交流傳動技術(shù)日新月異的進步，也使得高功率、大電流的功率器件制造技術(shù)日趨成熟。近年來，中高壓大電流變頻器已開始越來越廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)中。目前，高壓變頻技術(shù)正朝著超高電壓、超大功率和性能更優(yōu)越的方向發(fā)展，它突出了更節(jié)能、更安全、更可靠、更環(huán)保的特點。而在高壓變頻領(lǐng)域，變頻調(diào)速裝置是一種完美無諧波高壓變頻裝置，在該裝置中的整流變壓器是不可或缺的重要組成元件，該整流變壓器屬于多繞組移相整流變壓器，采用移相整流變壓器可有效消除變頻器對電網(wǎng)的諧波污染，可以使高壓變頻器的設(shè)計變得更加靈活。這種變壓器在技術(shù)參數(shù)、電磁計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面都要有更好的性能和更高的經(jīng)濟效益，以適應(yīng)市場千變?nèi)f化的需要。
美國羅賓康公司（現(xiàn)為西門子公司）是國際上享有盛譽的生產(chǎn)中、高壓變頻器的大公司，該公司所生產(chǎn)的高壓變頻器在美國市場占據(jù)第一位，在日本、南美洲和中國市場也占據(jù)著主導(dǎo)地位。2001年美國羅賓康中國公司為了降低變頻器的成本，慕名找到我公司為他們開發(fā)研制這種變壓器以替代進口變壓器。經(jīng)過我們的技術(shù)攻關(guān)，成功的開發(fā)了NOMEX絕緣高壓變頻裝置配套移相整流變壓器，產(chǎn)品在技術(shù)上達到了國內(nèi)同類產(chǎn)品的領(lǐng)先水平。
2．高壓變頻器使用范圍及工作原理
2．1使用范圍
目前我國的變頻技術(shù)已廣泛地應(yīng)用在調(diào)速控制領(lǐng)域。較典型的應(yīng)用是以節(jié)能為目的對風(fēng)機、泵類設(shè)備的調(diào)速控制。為了安全可靠起見，水泵、風(fēng)機在選擇電動機容量時通常都會按最大容量進行選型。但實際運行時這些水泵和風(fēng)機常處于低負荷狀態(tài)。且水泵和風(fēng)機的一個特點是負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。早先人們將電機以定速運轉(zhuǎn)，用閥門、檔板來調(diào)節(jié)流量的機械方法來進行流量的調(diào)節(jié)。近年來采用變頻技術(shù)對電動機進行無級調(diào)速，從而控制水或風(fēng)的流量獲得很好的節(jié)能效果。根據(jù)調(diào)查，采用這種變頻技術(shù)進行調(diào)速的一般可節(jié)電30％-50％。
在我國火力發(fā)電廠中，泵和風(fēng)機的用電量占火力發(fā)電廠自用電量的85％左右，循環(huán)水泵、給水泵、灰渣(漿)泵、引風(fēng)機、送風(fēng)機、排粉機等均是用電大戶．對這些設(shè)備進行變頻調(diào)速改造，將大大降低能源消耗，降低廠用電率，節(jié)約生產(chǎn)成本。符合國家提出的節(jié)能、降耗的要求。目前，變頻調(diào)速已列入通用節(jié)能技術(shù)并加以重點推廣。并作為十項資源節(jié)約綜合利用技術(shù)改造示范工程之一。
2．2 基本工作原理
變頻調(diào)速是通過改變電動機定子供電頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速進行調(diào)速的，是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式，變頻調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置是變頻器，由它來提供變頻電源，用高壓變頻裝置拖動高壓電動機是最為直接和方便的。無須經(jīng)過任何中間環(huán)節(jié)。因此有著廣闊的發(fā)展前景。為了消除在整流、逆變、變頻等一系列變換過程中所產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染，一般采用整流變壓器使多個低壓模塊疊加(串聯(lián))而形成高壓輸出，其裝置示意圖如圖一所示：...
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