单位正在论证高压变频，谁能给提点建议 点击：5067 | 回复：54
发表于：2002-12-11 14:49:00
5楼
高低高方式已经落伍。
1。有协波污染。
2。功率因素低。
3。变压器耗能。
4。占地面积大，基建费用高。
对高压电网来说，谐波含量高对设备的影响要远远大于低压电网。影响面也大。也是高压配送电所要求的重要指标之一。
国产先行和凯奇，采用串联多重化技术和罗宾康是一样的，对IGBT耐压要求不高。没有根据不要打击国产的产品，国产的优势价低，配件便宜，对于高压变频来说，任何公司不会拿企业的生命开玩笑，有谁听说国产的高压变频损坏过？正因为用的少，国产企业会更重视，但都用国外的，国产的从哪里获的资金去进一步改进和开发。
高压变频的改造需要的资金最少几十万以上，况且国产先行和凯奇的技术在原理上在世界上都是先进的，不能说是美国罗宾康独家的，这是学术界的事。
发表于：2002-12-17 19:21:00
10楼
不能说是美国罗宾康独家的，这是学术界的事。
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罗宾康就先行公司指责其侵权发表声明
2002年6月4日，罗宾康公司致传真本站，就先行公司指责其侵犯HVF知识产权发表声明，全文如下：
近期，有关媒体报道了北京先行新机电技术有限责任公司宣称我公司生产的完美无谐波系列高压变频器侵犯了其专利权，并提出一系列无理要求。为此，罗宾康公司郑重声明如下：
1.根据《中华人民共和国专利法》第63条的规定，在专利申请日前已经制造相同产品，并且仅在原有范围内继续制造的，不视为专利侵权。罗宾康公司在先行公司的专利的申请日（1995年12月1日）之前已经研制、生产并在中国国内销售变频器。因此，罗宾康公司依法享有先用权，不构成对先行公司的专利侵权。
2.根据《中华人民共和国专利法》第22条的规定，授予专利权的发明应当具备新颖性和创造性。新颖性是指在申请日以前没有同样的发明在国内外出版物上公开发表过、在国内使用过或者以其他方式为公众所知。创造性是指同申请日以前的已有技术相比，该发明有突出的特点和显著的进步。罗宾康公司在先行公司的专利的申请日之前，已经在国内公开销售该专利请求保护的产品，并且在国内举行的报告会上公之于众。此外，该专利请求保护的产品也已被罗宾康公司在申请日之前通过国际会议发表的论文所公开。因此，先行公司的专利不具备新颖性和创造性，不符合专利法第22条的规定。可以请求专利复审委员会宣告该专利无效。
3.罗宾康公司是完美无谐波系列高压变频器的真正发明者，我们将通过法律途径，坚决维护广大用户和本公司的合法利益，并保证广大用户的利益不会因此事件受到影响和损失。对先行公司由此对罗宾康公司造成的影响和损失，罗宾康公司将依法对其追究法律责任。
背景资料（罗宾康公司提供，供参考）：
罗宾康公司：
成立于1964年，总部位于美国宾夕法尼亚洲的匹兹堡市，主要生产高压变频器，大功率电源等电力电子产品，自从93年底在美国推出了全世界第一台基于单元串联多电平PWM技术的完美无谐波系列高压变频器后，取得巨大成功，其产品广泛应用于石油、冶金、化工、电力、环保等领域。罗宾康公司是目前世界上最大的高压变频器生产厂家之一。罗宾康公司于94年进入中国市场，在中国国内的高压变频器占有相当大的份额。
相关专利状态及事实：
罗宾康公司1994年3月1日在美国申请专利，1997年4月29日授予专利。
出于推动和培育国内高压变频器市场的目的，该公司在中国没有申请此项专利。罗宾康于1994年中期向中国境销售使用该技术的产品，并且陆续通过有关渠道公开此项技术，此项技术实际上已成为公开的共享技术。按照中国专利法第22条规定，任何人都不得以此项技术获得专利权。事实上，目前在国内除罗宾康公司外，有多家日本及国内公司生产和销售采用同类技术方案产品。
1993年12月，罗宾康公司在美国推出全世界第一台完美无谐波变频器。
1995年9月13日，罗宾康公司在IEEE/PCIC国际会议上公开发表论文，阐述该技术。
1994年9月罗宾康公司在中国国内某油田销售完美无谐波系列变频器并于1995年10月调试成功。
1994年8月，1995年3月和9月，罗宾康公司在上海、南京等地召开技术讲座，向各地企业，设计院和大专院校介绍此技术。
先行公司1995年12月1日在中国申请专利，1998年3月26日授予专利。
高压变频器：
国外称中压变频器，主要是指2-10千伏输出电压的变频器，主要用于高压大功率电动机的调速，以达到所驱动机械设备的平滑无级调速，实现改善工艺过程，大幅度节约电能的目的。其基本原理和市场上常见的通用变频器以及家用变频空调中的变频器类似，但电压更高，功率更大，技术含量也较高，目前国际上只有为数不多的厂家有此批量生产能力。
背景报道：
2002年5月19日 《京华时报》 北京企业向美企要专利费
2002年5月21日 《北京青年报》 中国企业打响专利“反击战”
2002年5月23日 《中国经营报》 首例国外侵权案 吃定美国“电老虎”
2002年5月30日 《南方周末》 北京先行狙击美国罗宾康
【发表评论】
网友存在 于 2002-12-12 18:38:00 发表评论
一方面是先行公司的无耻！另一方面是国家专利局的无知！
发表于：2003-01-03 19:41:00
14楼
高压变频器主电路的主要性能比较
（本表来源：《变频器世界》2002年第六期）
（作者：大庆油田建筑设计院电力电信室闫石、仪表自控室马金辉）
（原文：《高压变频器技术发展的现状及在油田上应用的研究》）
序号 方案 电路结构 输入变压器T
输出变压器BT 整流方式 逆变电路器件 输出电压等级 整体性能 控制电路 控制方式 单价（元/kW） 效率 体积 重量 适用
1 高-低-高 采用通用低压变频器 需要T、BT 二极管 IGBT 3-10kV 较好 简单 PWM二电平 较高 比较低 系统面积大 大 现有设备的改造、风机、水泵
2 低-高 采用通用低压变频器 需要BT 二极管 IGBT 3-10kV 较好 简单 PWM二电平 中 比较低 系统面积大 较大 现有设备的改造、风机、水泵
3 高-高三电平 IGBT串联中心嵌位 需要12脉冲T 二极管 IGBT 3-4kV
3-16kV 好 较复杂 PWM三电平 较高 比较低 系统面积小 较轻 超重符合、较重负荷、一般传动
4 高-高多重化 IGBT低压单项变频器移项串接 需多绕组移项T 二极管 IGBT 3-6kV 较好 复杂 PWM多电平 较高 较高96.5% 系统面积较大 重 风机、水泵
5 高-高PWM IGBT低压变频器单元串联高压 需要多组T 二极管 IGBT 3-6kV 好 多面复杂 PWM单元串联 高 低 系统面积大 较重 风机、水泵
6 高-高电流型 SGCT电流型直接高压 要配进线电抗器或隔离T SGCT对称门极换流 3-6kV 差 复杂 PWM或6脉冲18脉冲 略高 98% 系统面积较小 一般 风机、水泵
7 直接高-高串联高压成都佳灵公司GY系列 IGBT真正的高-高器件串联国内外首创国家专利 无需一切变压器 可控硅整流二极管二极管 晶闸管
IGBT 3-10kV 最好 最简单 PWM或12脉冲二电平
最低 98.8% 系统面积最小 最轻 风机、水泵、一般传动
E-mail:asdf1234214927@vip.163.com
发表于：2003-01-20 21:21:00
19楼
面向高压电动机的高—低压
变频调速集成技术
电力电子技术是先进制造技术的重要支撑技术之一。它由电力（强电）、电子（弱电）与控制技术交叉复合而成的，被当代誉为“节能之冠”和“节电之魁”。电力电子的核心技术是变频技术。变频技术的重点是高压变频调速技术。以辽宁省为例，近年来每年消费电量都在700多亿kW·h,其中电动机耗电量占60%以上，高压电动机又占电动机耗电量的60%以上。1997年颁布的《中华人民共和国节约能源法》中规定，要大力推广“电力电子节电技术”和“电动机调速节电技术”。针对高压电动机实施变频则是我国暨我省节能技术措施的重中之重。
“面向高压电动机的高低压变频调速集成技术”，系具有我省自主知识产权的专利技术。它与国内外高压电动机变频调速产品对比，具有效率高、功率因数高、可靠性高、高次谐波低、成本低、投资回收期短、施工周期短等特点。
如果用以改造我省正在运行中的400万kW高压电动机中的30%，节电率仅按30%预测，“十五”期间投入3.6亿元（其中，企业技术改造费3亿元，政府资助6000万元），年可形成5亿元的产品市场暨产业化规模，形成年节电4.5亿kW·h的能力，年节电价值2.25亿元，投资回收期平均1.6年。
（一）技术简介与应用领域
面向高压电动机的高—低压变频调速集成装置，是一种通过改变高压电动机相间绕组、极间绕组和极内线圈连接结构的，保留高压操作且低压运行的变频调速专利技术。
适用于正在现场运行的量大面广的高压（3—10kV）、中大容量（110—1500kW）电动机。这一功率范围的高压电动机约占全部高压电动机数量的95%、容量的80%以上。
适用的领域主要有：电力、热力、石油、化工、冶金、机械、建材、自来水等行业。
（二）国内外高压电动机变频技术现状
目前，国内外对高压电动机所采用的变频调速方案主要有以下几种：
一是传统的高—低—高压型，它通过两台变压器先将高压变为低压，再将低压变频器输出的低压变为高压，提供高压电动机变频调速。其缺点是升压变压器在变频工况下，效率低、功率因数低、成本高，且占地面积大。
二是高—高压型，它通过单支或者多支高压变频器件串联方式，实现高压直接转换。其缺点是单支高压变频器件成本很高，而且受耐压条件所限，其额定工作电压以3～4.5kV居多；而多支高压变频器件串联的变频装置可靠性较差，造价很高。
三是多重化型，它通过一种特制的变压器将高压电降为不同电角度的低压电，经多台低压变频器再叠加成高压电。其优点是输出波形更接近于正弦，高次谐波较低（其电压总谐波在1.4%以下）；缺点是所用元器件数量是普通低压变频器的十多倍，故障概率增大，成本较高。
四是低压型。即采用低压供电，改用普通低压电动机实现低压变频调速。然而低压变频器高次谐波较大（近5%），国家标准要求6～10kV电网不超过4%。况且，国外通常采用变频调速专用电动机方案 ，成本较高；国内采用普通低压电动机，虽然成本较低，但普通低压电动机的绝缘又脆弱，长期在脉冲频率下运行将加速绝缘老化，甚至发生击穿或烧毁事故。而且，同等容量的低压电动机的机座一般要比高压电动机座小一号，势必因底座尺寸小且轴中心高度低不得不重打地基或者另加底座，还因轴径细而需要更换对轮等；若换成低压变频调速专用电动机，不仅造价太高，而且同等容量的低压变频调速专用电动机的机座则比高压电动机座大一号，势必因底座尺寸大且轴中心高度高也得重打地基或者给水泵添加底座，还因轴径粗而需要更换对轮，以至影响机组的动平衡，给现场改造带来不小的麻烦！此外，容量超过500kW的低压电动机，因受绝缘导线截面积和绕线工艺所限，难以制造。
五是内反馈型。它是传统的串级调速类型的一种，不论内反馈（国外称克拉默方式）还是外反馈（国外称谢比乌斯方式），都是基于绕线电动机（亦称滑环电动机）的晶闸管（俗称可控硅）变频调速方式。从传统的直流调速（因整流子和滑环维护不便），发展到（交流）绕线电动机串级调速（其滑环仍存在维护问题），又发展到（交流）笼型电动机变频调速（维护极为简便），这就是电动机调速的发展史。内反馈型曾经起到了历史性的进步作用；但在高、低压笼型电动机变频调速技术业已成熟，价格大幅度下降，变频器已从第一代晶闸管，第二代GTR、GTO，发展到第三代IGBT、IGCT的今天，基于绕线电动机的内反馈型晶闸管变频方式已经落后了。况且，同等容量的内反馈调速专用电动机的机座也比原高压电动机座只少大一至两号，势必因底座尺寸和轴中心高度问题而需要重打地基，还得更换对轮，甚至更换水泵，施工周期也长。此外，内反馈方式还存在先天性的高次谐波大（约5%，超过了国标限度值），功率因数低（加上补偿电容器和斩波调速也不过0.9），调速频率不能超过50Hz，逆变器易遭颠覆等缺欠。
特别值得指出的是，对于大量运行中的高压电动机来说，将其淘汰更换成别种电动机，确实是一种宝贵资源的浪费。因为高压电动机以其绝缘强度高和坚固耐用而著称，而且内风冷量较大，具备甚至超过变频调速专用电动机的一些特点。
（三）高—低压变频技术特点
该项变频技术方案，即针对前述国内外高压电动机变频调速技术方案存在的问题和弱点，提供一种基于高压电动机的、简便的高—低压变频调速集成技术及其装置。
该项专利技术包括“高—低压变频调速集成装置”（中国专利号：ZL 97 2 05360.3，见图1）和“面向高压电动机的高—低压变频调速集成装置”（专利申请号：02274200.X，见图2）。
其中ZL 97 2 05360.3专利技术，早在1994年已被国家经贸委列为全国重点新技术推广示范项目。1997年通过了国家经贸委委托辽宁省经贸委组织的专家验收；并通过了辽宁省科技厅组织的专家评审。2002年9月，02274200.X号专利技术通过了辽宁省城镇自来水协会组织的专家评审。
图1.高—低压变频调速集成装置(专利号：ZL 97 2 05360.3)电气原理图
图2.面向高压电动机的高—低压变频调速装置（专利申请号：02274200.X）电气原理图
该装置系由多功能降压变压器T、低压高可靠变频器LF、高压电动机HM通过绕组联接结构变化改制而成的变频调速电动机HM′，以及工频/变频切换开关Ct、Cf、Cw等高可靠设备所集成。如图1所示。
其装置特点：
1. 高压（3—10kV）电动机通过改变相间绕组连接结构（Y形、
△形、延边三角形）、极间绕组连接结构（串联、并联支路）和极内线圈连接结构（串联、并联回路），以适宜低压（400V—750V）变频调速。
2. 改制后的电动机所需要的变频电压，一般不再是常规的低压
动力制式。它是通过特制的降压变压器T将高压降至所需要的低电压，经与之电压范围相匹配的低压变频器LF提供变频电源。鉴于低压变频器的高次谐波一般多接近于5%，而国家标准GB/T14549《电能质量公用电网谐波》针对6—10kV用电设备高次谐波的限定值为4%。该专利将变压器绕组至少一侧开放式Y形结构改为带有闭合回路的延边三角形（即部分△）结构，直至全封闭式△结构，用于吸收变频过程中的高次谐波。故可将高压侧的高次谐波降至1.6%以下。
3.原高压开关柜保留且操作方式不变，利用其工频减压启动装置（如交流电抗器，启动补偿器等），可保护变频器免受滤波电容器过充电流冲击；高压柜合闸后即可由现场的变频控制柜实施低压启/停、变频调速、开环/闭环操作。
4.适合多种控制模式。既可为DCS（分布式计算机控制系统）提供模拟控制接口，又能为FCS（现场总线控制系统）提供数字控制接口；既能现场控制，又能远程控制；还可实现恒压（力）/变压（力）控制，恒（流）量/变（流）量控制，手控/自控切换，变频/工频切换，短时升频超速等多种运行模式。
技术规格：
输入电压：3相3—10kV±10%；
输出功率：110—1500kW；
输出频率：0—55HZ；
效 率：≥95%；
功率因数：≥0.94；
电压总谐波：小于2%（国家标准GB/T14549—93《电能质量公用电网谐波》限定值为4%）；
启动模式：变频软启动，启动电流不超过额定电流；
变频运行模式：变频/工频切换，手控／自控切换；
水压控制模式：变压/恒压切换，变流/恒流切换，自动控制水压精度±0.2‰；
控制接口：模拟输入接口：0（4）—20mA，0—5、0—10V；数字输入接口：RS485通信接口和RS232计算机接口。
（四）实用案例分析
自1997年起，该项技术先后在抚顺石油一厂（两台6kV、220kW锅炉引风机和一台6kV、220kW循环水泵）、北京三力水泥厂（6kV、250kW炉窑引风机）、营口市自来水总公司三水厂（3kV、230kW供水泵）、新疆盐湖化工厂（10kV、500kW采硝水泵和250kW液压泵）等应用，均取得预期效果。本文因篇幅所限，仅介绍其中的一例，即2002年5月17日，在营口市自来水总公司三分厂投入运行的“面向高压电动机的高—低压变频调速集成装置”。
重大技术突破：
1.3000V、230kW高压电动机成功地简易改成适宜低电压，实现低压变频调速，而且允许运行在52Hz超速工况下，其温升比普通低压电动机工频运行或变频调速的温升还低。即以低压变频的成本，达到高压变频的效果。
2.根据f∝n∝N3原理，用大机组（电动机230kW）取代小机组（电动机115kW）变频调速节电显著。以及在鲅鱼圈自来水公司用55kW取代30kW电动水泵变频调速，在盖州市自来水公司用132kW取代75kW电动水泵变频调速，在同等泵压下多节电40%左右。
3.实现恒压供水，压差只有±1‰，比手控变频调节水压可进一步节能并节水。
经济效益和社会效益：
1.现了软启动。从而避免了对电网冲击和机械冲击。
2.低了单耗。该水厂4月份供水高峰时，投入230kW电动机
组一台、110kW机组三台工频运行,维持水压0.38Mpa，总供水量126.63万t，总耗电量19.09万kW·h，平均单耗147kW·h/km3。5月份供水高峰时，投入230kW电动机组一台变频运行，投入110kW机组两台工频运行,仍维持水压0.38Mpa，10天的总供水量43.574万吨，总耗电量4.862万kW·h，平均单耗111.58kW·h/km3。供水单耗下降了35.42kW·h，节电率为24%。
3.提高了功率因数。变频前，该电动机电源侧（外加补偿电
容器）的功率因数为0.902，变频后高达0.979，从而节省无功功率。
4.安全可靠。该设备采用的变压器、低压变频器、高压电动机均系高可靠耐用设备，加之系统优化控制和多种保护功能，因而具有高可靠性；变频控制柜全部采用低压元器件，颇有安全感。
5.多种控制模式。实现了电压/电流模拟控制，现场/远程控制；恒（水）压/变（水）压控制，恒（流）量/变（流）量控制；手控/自控切换，变频/工频切换，短时升频超速运行等多种控制功能。
6.低成本，短工期。本设备的成本比国内外的“高压变频装置”低40%～60%。施工周期仅为后者的1/2～1/8。
7.低温升，长寿命。该设备通过输出最佳激磁电压和频率，使电动机长期低温、低速运行，从而延长运转设备的大修期和使用寿命。
8.降低了供水成本。该水厂的电费约占供水成本的50%以上。从财务报表来看，2002年4月份（改造前）的电费为124，525.60元；改造后的5月份（变频运行仅11天）下降到106，460.08元，6月份降至9.6万元，7月份降至9.4万元，每月减少电费开支接近3万元。
（五）市场需求预测
我国暨我省的电动机耗电量约占总消费电量的60%以上。其中，高压（3—10kV）电动机，与低压电动机相比，在数量比例上虽然只是20%：80%，但在容量比例上却为60%：40%。因此，对高压电动机实施变频调速，是我国和我省节能降耗措施中的重中之重。
随着变频调速技术的日益成熟，变频器价格日趋下降，许多企业都把它列为节能降耗的重点，而且最迫切需要的是高压变频技术。如辽阳化纤公司把自备电厂锅炉风机高压电动机变频调速节能技术改造，视为企业节能降耗提高竞争力的“救命项目”；营口市自来水总公司三分厂仅改造一台供水泵高压电动机，就使整个水厂供水单耗降低了24%，每月节约电费近3万元。
近年来，辽宁省每年耗电量都在700亿kW·h以上，正在运行中的3—10kV、110—1500kW高压中大容量电动机，约400万kW以上。仅按30%的可改造率、30%的节电量和0.5元/kW·h的电价预测，“十五”期间后四年每年可改造30万kW高压电动机实现变频调速，以企业（用户）为主投入3.6亿元（其中企业技术改造费3亿元，政府资助6000万元），年可形成5亿元的产品市场暨产业化规模，形成年节电4.5亿kW·h的能力，年节电价值2.25亿元，投资回收期平均为1.6年。
（六）建议开发的相关技术和产品
1. 高—低压大容量变频调速集成系统
为适应3—10kV、110—1500kW高压中大功率电动机变频调速的需求，建议我省在已开发400V、5.5—280kW变频器的基础上，开发400—750V、315—1500kW低压大容量变频器。进而开发800—1650V、1600—6300kW低中压大容量变频器，可将高—低压变频调速集成技术的应用范围扩展到1600—6300kW。
2.开发恒压力、变压力、恒流量、变流量等多功能电子式传感器，以适应不同工况风机泵类设备变频调速控制系统的需求。
3.发展与之相匹配的FCS（现场总线控制系统）、DCS（分布式计算机控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）以及ICC（工业控制机）等控制系统。
4.实现集成装置的一体化、系列化和标准化。
（七）可实施的工程应用
该变频集成装置可实施的工程应用领域重点如下：
1.热电行业中的锅炉一次（鼓）风机、二次（鼓）风机、排粉机、引风机；给水泵、循环水泵、冷凝水泵等设备。
2.石油工业中的钻井平台、注水泵、输油泵等；化学工业、化学纤维、化学制药、石油化工装置中的大型风机、油泵及压缩机等设备；
3.冶金行业中的大型风机、水泵、压缩机、球蘑机等设备。
4.建材行业中的水泥窑引风机、球蘑机等设备。
5.自来水行业中的大型潜水泵和供水泵等设备。
6.其他行业中的大型风机、机泵及压缩机等设备
联络方式：13940072806 刘
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