1、引言
在國內(nèi)通用低壓（AC1000V以下）傳動市場上，多數(shù)變頻器生產(chǎn)廠家一般只生產(chǎn)315KW以下的機型，對于更大功率（355－1000KW）等級的電機，很多廠家都束手無策或者采用國外的產(chǎn)品，深圳微能科技公司針對市場上客戶的需求以及目前國內(nèi)在這一領(lǐng)域上的空白，組織研發(fā)力量進(jìn)行研發(fā)，于2005年底先后完成了560、630、710、800、1000kW 380V及660～690V的設(shè)計。公司于06年初提供了首臺380V 630kW變頻器在山東招遠(yuǎn)某廠投入運行，最早投運的機器已運行兩年多，實踐證明現(xiàn)場運行穩(wěn)定、可靠。這標(biāo)志著微能科技公司在生產(chǎn)低壓超大功率變頻器技術(shù)方面達(dá)到了一個新的高度，也為國人在掌握這方面技術(shù)上做出有益的嘗試和突破。
2、變頻調(diào)速方案介紹
由于電機電壓，變頻器輸入電壓等級不同， 合理的電壓等級選用顯的至關(guān)重要，微能公司結(jié)合工程項目經(jīng)驗和微能變頻器特性一般按如下原則選用經(jīng)濟(jì)合理的方案即電動機變頻調(diào)速有如下三種方案：
1）、低－－-低方案：AC380V,500KW以下電動機采用380V變頻器+低壓電動機方案。
2）、高—低－－高方案：1000kW以內(nèi)的高壓電動機采用，變壓器＋低壓變頻器+變壓器＋高壓電動機方案
3）、高－－-高方案：1000KW以上優(yōu)選高壓變頻器+高壓電動機方案。
但是在國內(nèi)有著許許多多的負(fù)載特別是大功率的風(fēng)機和水泵功率都在315KW以上，而電壓等級都是380－690V，國內(nèi)變頻器廠家受到功率開關(guān)器件容量限制，單個變頻器的容量是十分有限的，使得國內(nèi)超大功率變頻器的技術(shù)發(fā)展停止不前。
深圳微能科技公司經(jīng)過研發(fā)和實踐，對于實現(xiàn)大容量的變頻器，同樣也可以采用并聯(lián)技術(shù)。通過多個變頻器并聯(lián)進(jìn)行擴容，不僅可以充分利用新型IGBT開關(guān)器件的優(yōu)勢，減少系統(tǒng)的體積，降低噪聲，還可以提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，與此同時經(jīng)比較高-低-高或高-高方案可節(jié)約一倍以上的成本投入。
3、變頻器并機的原理
所謂“并機”就是用二臺小功率變頻器共同驅(qū)動一臺大功率電機,但是交流變頻器間的并聯(lián)運行遠(yuǎn)比直流電源并聯(lián)運行復(fù)雜，由于是逆變頻率輸出，必須要解決以下問題：
1）兩臺或多臺投入并聯(lián)運行時，相互間及系統(tǒng)的頻率、相位、幅度必須達(dá)到一致或小于容許誤差時才能投入，否則會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定或各逆變單元間產(chǎn)生環(huán)流；
2）并聯(lián)工作過程中，各臺變頻器輸出必須保持一致，否則，頻率微弱差異的積累將造成系統(tǒng)輸出幅度的周期性變化和波形畸變，相位不同使輸出幅度不穩(wěn)；
3）均流要求高，均流包括有功和無功均流，即功率的平均分配包括有功功率和無功功率的平均分配；
4）故障保護(hù)除單臺變頻器故障保護(hù)外，當(dāng)均流或同步異常時，要將相應(yīng)有故障的變頻器切除，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
解決上述問題的關(guān)鍵是解決均流問題，鑒于此，采用有功和無功并聯(lián)控制方式，目前生產(chǎn)之機器均流水平均很理想，每臺機器電流不均衡部分均限制在±1%額定電流范圍內(nèi)。微能公司集電力電子運用于電機驅(qū)動控制的專業(yè)技術(shù)，采用先進(jìn)的SVPWM優(yōu)化調(diào)制方法，將光電隔離/傳輸技術(shù)運用于變頻器的控制與驅(qū)動。結(jié)合先進(jìn)的電力電子器件，微能“并機”結(jié)構(gòu)超大功率變頻器具有技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、體積小、價位低的特點
4、實際運用
我們通過在福建某熱電廠鍋爐引風(fēng)機上的實際改造來說明：
電廠鍋爐行業(yè)中，已大量對風(fēng)機、水泵類進(jìn)行變頻改造，并取得了顯著的節(jié)能效果。但其進(jìn)行節(jié)能改造的低壓設(shè)備大部分是315KW以下，而這次微能公司改造的是690V,560KW的交流電機。
1）并機方案
在該改造項目中，針對引風(fēng)機驅(qū)動電機功率較大，使用微能公司最新研發(fā)的“并機”機型（就是用二臺小功率變頻器共同驅(qū)動一臺大功率電機），其具有以下優(yōu)勢：
* 不需要進(jìn)行單獨的結(jié)構(gòu)設(shè)計；
* 可以大幅提高交期速度；
* 對品質(zhì)的容易控制；
* 較高的性價比；
并機方案示意圖如下所示：
具有如下特點：
1）共用一個控制鍵盤和控制主板保證系統(tǒng)的頻率、相位、幅度達(dá)到一致。
2）共用輸入與輸出合成電抗器，保證兩臺變頻器輸出功率平衡。
3） 共用直流母線，實現(xiàn)有功和無功的并聯(lián)，解決均流問題
4）每個并聯(lián)運行的變頻器采用全數(shù)字化控制，易于在變頻器之間更好地 進(jìn)行均流控制和通信，或者在變頻器模塊中實現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法，從而實現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變單元并聯(lián)運行系統(tǒng)；
微能變頻適合中國國情，具有以下產(chǎn)品特點：
1)±20%電壓波動設(shè)計，適用中國大型工礦企業(yè)電網(wǎng)狀況；
2)SVPWM優(yōu)化調(diào)制技術(shù)，配合專業(yè)的波型處理電路，降低整機熱損耗1/3以上，提高產(chǎn)品穩(wěn) 定性及壽命；
3)光電隔離技術(shù)運用在變頻器控制與驅(qū)動電路中，以達(dá)到精確信號采集與控制，異常現(xiàn)象保護(hù)靈敏、準(zhǔn)確；
4)多種負(fù)載運行控制及保護(hù)，如過流、過壓、過載、欠壓、缺相、短路等；
5)靈活的控制方式，如RS-485控制、PI調(diào)節(jié)、多段速度、程序控制、比例聯(lián)動，控制端子 與模擬信號端子可自由編程設(shè)定，方便組成多種控制系統(tǒng)；
微能變頻器采用國際領(lǐng)先的矢量控制，具有以下性能特點：
具有矢量控制、V/F控制切換功能，可按使用要求在V/F控制、V/F帶PG、無速度傳感器矢量控制、矢量控制帶PG的四種模式中任選
具有電機參數(shù)自辨識功能，負(fù)載適應(yīng)能力強
開環(huán)低速高額定轉(zhuǎn)矩輸出，速度控制可達(dá)100：1
閉環(huán)零速亦可進(jìn)行全轉(zhuǎn)矩控制，控制范圍可達(dá)1000：1
先進(jìn)的電機自動調(diào)諧功能，可使電機工作在最佳狀態(tài)
節(jié)能控制功能可使電機高效運行。配合PID調(diào)節(jié)器可實現(xiàn)完全的自動化運行
滑差補償功能可使電機穩(wěn)定運行
內(nèi)置自動轉(zhuǎn)矩補償功能，有/無PG均可獲得超強的啟動轉(zhuǎn)矩
使用速度反饋進(jìn)行速度控制，可使電機高精度穩(wěn)定運行
使用力矩控制功能，可使電機恒力矩運行
具有故障自動復(fù)位功能，可在非實質(zhì)性故障狀態(tài)下連續(xù)運行
大屏幕LCD顯示，界面友好，多種參數(shù)可在線調(diào)整且具有參數(shù)拷貝功能，使用方便
對電網(wǎng)污染小，可高功率運行
5、投資成本與回報比較
我們已電廠560KW做投資成本分析，在通常設(shè)計中風(fēng)門依然保留，以及電纜等成本不列入比較之中，以下成本分析旨在比較各方案的差異性。
1)、風(fēng)門+電動機控制 合計成本(RMB)20萬
| 主要設(shè)備 | 成本（RMB） |
| 560KW電動機 | 10萬 |
| 低壓控制柜 | 10萬 |
| 主要設(shè)備 | 成本（RMB） |
| 560KW電動機 | 10萬 |
| 低壓控制柜 | 10萬 |
| 變頻器 | 16萬 |
| 主要設(shè)備 | 成本（RMB） |
| 560KW電動機 | 10萬 |
| 低壓控制柜 | 10萬 |
| 變頻器 | 16萬 |
