高壓變頻裝置配套用移相整流變壓器的設計研究
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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，設計研究和技術特點，提出了相應的計算方法。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，設計研究和技術特點，提出了相應的計算方法。
關鍵詞： 高壓變頻器 移相整流變壓器 移相 設計要點 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、計算機技術、自動控制技術的迅速發展，帶動了交流傳動技術日新月異的進步，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用到各行各業中。目前，高壓變頻技術正朝著超高電壓、超大功率和性能更優越的方向發展，它突出了更節能、更安全、更可靠、更環保的特點。而在高壓變頻領域，變頻調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的諧波污染，可以使高壓變頻器的設計變得更加靈活。這種變壓器在技術參數、電磁計算、結構設計等方面都要有更好的性能和更高的經濟效益，以適應市場千變萬化的需要。
美國羅賓康公司（現為西門子公司）是國際上享有盛譽的生產中、高壓變頻器的大公司，該公司所生產的高壓變頻器在美國市場占據第一位，在日本、南美洲和中國市場也占據著主導地位。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研制這種變壓器以替代進口變壓器。經過我們的技術攻關，成功的開發了NOMEX絕緣高壓變頻裝置配套移相整流變壓器，產品在技術上達到了國內同類產品的領先水平。
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已廣泛地應用在調速控制領域。較典型的應用是以節能為目的對風機、泵類設備的調速控制。為了安全可靠起見，水泵、風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機常處于低負荷狀態。且水泵和風機的一個特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。早先人們將電機以定速運轉，用閥門、檔板來調節流量的機械方法來進行流量的調節。近年來采用變頻技術對電動機進行無級調速，從而控制水或風的流量獲得很好的節能效果。根據調查，采用這種變頻技術進行調速的一般可節電30％-50％。
在我國火力發電廠中，泵和風機的用電量占火力發電廠自用電量的85％左右，循環水泵、給水泵、灰渣(漿)泵、引風機、送風機、排粉機等均是用電大戶．對這些設備進行變頻調速改造，將大大降低能源消耗，降低廠用電率，節約生產成本。符合國家提出的節能、降耗的要求。目前，變頻調速已列入通用節能技術并加以重點推廣。并作為十項資源節約綜合利用技術改造示范工程之一。
2．2 基本工作原理
變頻調速是通過改變電動機定子供電頻率來改變旋轉磁場同步轉速進行調速的，是無附加轉差損耗的高效調速方式，變頻調速系統的關鍵裝置是變頻器，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。無須經過任何中間環節。因此有著廣闊的發展前景。為了消除在整流、逆變、變頻等一系列變換過程中所產生的諧波對電網的污染，一般采用整流變壓器使多個低壓模塊疊加(串聯)而形成高壓輸出，其裝置示意圖如圖一所示：...
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