超大功率变频低功耗滤波控制系统应用研发

一、项目应用范围

    本项目(超大功率变频低功耗滤波控制系统) 主要是研究超大功率变频器的输入滤波系统，变频器输出功率一般在10KW以上，此类变频器一般都是使用在大型深矿洞的通风设备，深层煤炭的开发设备，地铁使用的通风设备等。

二、本项目优势、特点与国内外同类产品的比较 

        本项目研究的超大功率变频低功耗滤波控制系统，采用了变频滤波控制技术，与市场上现有的技术相比，具有明显的优势和特点：

启动采用可控硅串联技术，通过控制可控硅的导通角来实现有级调频，其最大特点是降低了启动电流，减小启动负载。可控硅选用最新的半导体技术，高电压下漏电流极低，因此损耗很小。

        系统具有良好的频率调节特性，系统可以根据输出功率的大小来调节滤波系统的工作频率，因此在待机和低功率运行时，频率很低，减小自身的损耗。

        系统中的容性器件为我司与全球知名电容厂商为大功率变频器专门设计研发，其主要特点是体积小容量大，漏电流低，频率响应特性好，寿命长持久耐用。

三、本方案的采用理由、描述

        本方案的研究应用可以解决现有超大功率设备滤波控制系统的多种常见问题，主要有：

        能耗高，节电效果差的问题。本系统采用变频滤波控制技术，可以达到损耗低，节能降耗效果明显；

        故障多，维护成本高的问题。本系统研究了故障自检模块，可准确定位分析提供故障原因和位置信息。而且系统中的主要器件都是采用最新的前沿技术研发，其性能更加稳定可靠。故障率大大降低。

        对电网冲击大，谐波分量高。本系统采用变频装置软启动功能，极大的降低了对电网的冲击。采用多脉冲整流控制技术，有害谐波分量极低。

四、产品实现功能及性能介绍

        本项目研究的滤波系统的研制应用在超大功率变频器上以后，可以达到以下功能:

        节能效果显著。一方面，采用主动变频滤波控制，当变频器后级输出功率很小时，滤波系统以很低的频率运行，无功能耗降低。另一方面，使用调节频率来调节与变频器一致的功率，大大减少了无功功率。

        降低启动对电网的冲击。由于采用变频滤波控制，可以很好的限制后级电路的大功率启动，降低了启动电流，减少了对电网的冲击。

        采用主动滤波控制技术。可以使得变频器工作在极优的电网环境下，大大减少变频器的启动干扰和降低电网对变频器的损害，从而减小了损坏概率，后期维护成本降低。

五、项目关键技术难点

        变频滤波控制系统的开发的关键技术将采用以下几点进行设计研究：

        第一， 变频装置类型将考虑使用交流-直流-交流多电平的方式进行连接，这样可以确保变频系统的稳定可靠运行。

        第二， 系统将具有良好的频率调节性能，可以根据负荷的变化及时高效的完成频率调节功能。

        第三， 系统将采用多脉冲整流技术，整流脉波不低于48脉波周期，以消除变频系统产生的频率低于40Hz的干扰谐波，对电网谐波的影响将减至最低，对本体控制系统不产生谐波干扰。

        第四， 变频系统将必须具备多种保护功能。过压、过流、欠压、短路、过频、变频器过载、瞬间断电防护等功能。

        第五， 变频滤波控制系统将带故障自诊断功能，能对所发生的一定范围内的故障类型及位置提供预警显示。便于后期的维护保养。

        主要的技术难点有：

        1. 变频单元串联多电平技术；

        2. 功率反馈控制模块的技术研究；

        3. 低损耗元件的参数研究；

        4. 故障诊断模块的技术设计；

        5. 与多种变频模块的兼容性研究；

        6. 系统的损耗研究；

六、项目市场前景/可实现效益

        本项目研究的变频低功耗滤波控制系统可以明显改善优化目前市场上同类产品的损耗大、效率低、故障率高、维护成本高等缺点，综合来讲有如下直接的效益：

        1、此技术研发完成后可广泛应用于各领域超大功率变频模块的滤波控制系统，市场潜力巨大，可以为企业逐年创造更大的经济效益；

        2、形成批量生产，并推向市场，将为厂商带来更大收益，为市场带来更可靠更稳定的更节能的产品；

        3、通过该项目的研究，为企业在现在和后续在超大功率变频低功耗控制系统的技术研究积累一定的研究技术，并产生重要影响。