拓展串联叠加高压变频器应用领域的研究

　　1 引言

　　众所周知，高压大功率风机、水泵采用变频调速的方法，在方便的调整工况的同时，还可以收到显著的节能效果，其直接经济效益很明显，宏观经济效益及社会效益则更加巨大。可以预计，在当前国家大力倡导建设节约型社会、实现和谐发展的形势下，高压大功率变频调速新技术的发展将成为我国节电事业的重要方向之一。据统计，我国每年高压电机用电量估计在3600~4200亿kw·h，这个数字还在随着经济的增长而不断的增加。

　　2 ts-hvaf1.5型、ts-hvaf1.5r型高压变频器的研发背景

　　目前国内外在高压变频调速和节能技术方面，已经有了一些解决的办法，但是都不十分理想，国外的早期产品充斥中国市场，这些设备对使用环境要求高，使用寿命有限、设备复杂、稳定性和可靠性比较差、不便于维修和运输，在高温、高湿、高腐蚀性气体、高粉尘、防爆等环境中不能安全使用。

　　事实上高压变频器的应用领域遍及工业生产领域的各行各业，但是由于应用环境复杂，而传统的高压变频器由于上面所述的种种缺陷，不能完全满足用户的需要，限制了高压变频器的推广和应用。

　　继我国的北京先行新机电技术有限责任公司成功研制出“串联叠加”原理的高压变频器后，山东点石节能科技开发有限公司在引进吸收的基础上，自主开发研制成功了ts-hvaf1.5型和ts-hvaf1.5r型“串联叠加”高压变频器，实现了高压变频器产品的重大技术突破，解决了传统观念高压变频器存在的重大难题。

　　3 ts-hvaf1.5型和ts-hvaf1.5r型高压变频器实现的重大技术突破

　　3.1 减少了对使用环境的限制

　　高压大功率机电设备的电流大，温升较高，必须对功率元器件进行良好的通风散热，但通风和防尘又是一对很难解决的矛盾，所以传统的高压变频器在高粉尘、高湿度、高气温及腐蚀性气体的环境中不能安全的使用。ts-hvaf1.5r型高压变频器，采用了全密闭内置热交换器的技术，不与外界环境直接进行空气交流，彻底克服了传统高压变频器的缺陷，极大的拓展了高压变频器的应用领域。由于ts-hvaf1.5型高压变频器功率单元柜的体积不足3m3，所以，虽然为了安全运行设计了由6台工业空调机组成的中央空调，事实上中央空调的长期运行耗电功率只有2kw左右。

　　3.2 更加纯净的电能输出以及对电网无污染

　　ts-hvaf1.5型串联叠加高压变频器用脉动直流叠加原理(最高频率50hz)代替了传统的pwm(一般有4khz左右的基频)技术，输出的线电压波形和电流波形都是很好的正弦波，不仅大大减少了输出的谐波以及对电网的污染，更主要的是大大延长了开关器件(igbt)的使用寿命。