高壓電機的調(diào)速技術

液力耦合器

在電機軸和負載軸之間加入葉輪，調(diào)節(jié)葉輪之間液體（一般為油）的壓力，達到調(diào)節(jié)負載轉速的目的。這種調(diào)速方法實質(zhì)上是轉差功率消耗型的做法，其主要缺點是隨著轉速下降效率越來越低、需要斷開電機與負載進行安裝、維護工作量大，過一段時間就需要對軸封、軸承等部件進行更換，現(xiàn)場一般較臟，顯得設備檔次低，屬淘汰技術。

早期對調(diào)速技術比較感興趣的廠家，或者是因為當初沒有高壓調(diào)速技術可以選擇，或者是考慮到成本的因素，對液力耦合器有一些應用。如自來水公司的水泵、電廠的鍋爐給水泵和引風機、煉鋼廠的除塵風機等。如今，一些老的設備在改造中已經(jīng)逐漸被高壓變頻替換掉。

高低高型變頻器

變頻器為低壓變頻器，采用輸入降壓變壓器和輸出升壓變壓器實現(xiàn)與高壓電網(wǎng)和電機的接口，這是當時高壓變頻技術未成熟時的一種過渡技術。

由于低壓變頻器電壓低，電流卻不可能無限制的上升，限制了這種變頻器的容量。由于輸出變壓器的存在，使系統(tǒng)的效率降低，占地面積增大；另外，輸出變壓器在低頻時磁耦合能力減弱，使變頻器在啟動時帶載能力減弱。對電網(wǎng)的諧波大，如果采用12脈沖整流可以減少諧波，但是滿足不了對諧波的嚴格要求；輸出變壓器在升壓的同時，對變頻器產(chǎn)生dv/dt也同等放大，必須加裝濾波器才能適用于普通電機，否則會產(chǎn)生電暈放電、絕緣損壞的情況。如果采用特殊的變頻電機可以避免這種情況，但是就不如采用高低型的變頻器了。

高低型變頻器

變頻器為低壓變頻器，輸入側采用變壓器將高壓變?yōu)榈蛪�，將高壓電機換掉，采用特殊的低壓電機，電機的電壓水平多種多樣，沒有統(tǒng)一標準。

這種做法由于采用低壓變頻器，容量也比較小，對電網(wǎng)側的諧波較大，可以采用12脈沖整流減少諧波，但是滿足不了對諧波的嚴格要求。在變頻器出現(xiàn)故障時，電機不能投入到工頻電網(wǎng)運行，在有些不能停機的場合應用會有問題。另外，電機和電纜都要更換，工程量比較大。

串級調(diào)速變頻器

將異步電機部分轉子能量回饋至電網(wǎng)，從而改變轉子滑差實現(xiàn)調(diào)速，這種調(diào)速方式采用可控硅技術，需要使用繞線式異步電動機，而如今工業(yè)現(xiàn)場幾乎都采用鼠籠式異步電動機，更換電機非常麻煩。這種調(diào)速方式的調(diào)速范圍一般在70%-95%左右，調(diào)速范圍窄。可控硅技術容易造成對電網(wǎng)的諧波污染；隨著轉速的降低，電網(wǎng)側功率因數(shù)也變低，需要采取措施補償。其優(yōu)點是變頻部分容量較小，比其他高壓交流變頻調(diào)速技術成本稍低。

這種調(diào)速方式有一種變化形式，即內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)，省卻了逆變部分的變壓器，將反饋繞組直接做在定子繞組里，這種做法要更換電機，其他方面的性能與串級調(diào)速接近。

串級調(diào)速電機受轉子滑環(huán)的影響，不能做到很大功率，滑環(huán)維護工作量也大，屬于七八十年代的落后技術，工業(yè)應用已經(jīng)越來越少。

電流源型直接高壓變頻器

這種變頻器，輸入側采用可控硅進行整流，采用電感儲能，逆變側用SGCT作為開關元件，為傳統(tǒng)的兩電平結構。由于器件的耐壓水平有限，必須采用多個器件串聯(lián)。器件串聯(lián)是一種非常復雜的工程應用技術，理論上說可靠性很低，但有的公司可以做到產(chǎn)品化的地步。由于輸出側只有兩個電平，電機承受的dv/dt較大，必須采用輸出濾波器。電網(wǎng)側的多脈沖整流器為可選件，用戶需要針對自己的工廠情況提出要求。這種變頻器的主要優(yōu)點是不需要外加電路就可以將負載的慣性能量回饋到電網(wǎng)。

電流源型變頻器的主要缺點是電網(wǎng)側功率因數(shù)低，諧波大，而且隨著工況的變化而變，不好補償。

功率模塊串聯(lián)多電平變頻器

這種變頻器采用低壓變頻器串聯(lián)的方式實現(xiàn)高壓，是電壓源型變頻器。它的輸入側采用移相降壓型變壓器，實現(xiàn)18脈沖以上的整流方式，滿足國際上對電網(wǎng)諧波的嚴格的要求。在帶負載時，電網(wǎng)側功率因數(shù)可達到95%以上。在輸出側采用多級PWM技術，dv/dt小，諧波少，滿足普通異步電機的需要�？筛鶕�(jù)負載的需要設計變頻器的輸出電壓，是解決6KV、10KV電機調(diào)速的較好辦法。啊功率電路采用標準模塊化設計，更換簡單，所用器件在國內(nèi)采購也比較容易。

這種變頻器采用低壓IGBT作為逆變元件，與采用高壓IGBT的三電平變頻器相比，功率元件數(shù)目較多，但技術上較成熟。與采用高壓IGCT的三電平變頻器相比，功率元件數(shù)目較多，但總元件數(shù)目卻較少，因為IGCT需要非常復雜的輔助關斷電路。

根據(jù)實際而定方式:電機容量大小與電源容量且1000KW以下的可直接啟動,這時的沖擊電流是額定值的3-6倍.為了防止沖擊電流過大,對于大電機必須考慮減少啟動電流的啟動方式:有串電抗啟動,變頻啟動,液力偶合器啟動等多種方式.有復雜有簡單,價錢差異很大. 由于電壓高,電流沖擊大,電機制造必須滿足過電壓的要求,絕緣等級要求較高。