变频与调速



EMCA

2010，

37 （5

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高压同步电机变频调速技术及应用

梁安江，张海燕，柳

毅，李建功

（上海发电设备成套设计研究院，上海 200240）

摘

要：着重阐述了高压同步电动机变频调速工程应用技术上的难点及解决措施，如同步电机起动、与

励磁装置协调控制等。介绍了国产 MAXF 同步电机高压变频装置在活塞式空压机上的应用情况和取得的良

好效果。

关键词：同步电机；高压变频装置；变频调速

中图分类号： TM 921. 51 ∶ TM 341

文献标志码：A 文章编号：1673-6540（2010）05-0042-04

High Voltage Synchronous Motor Variable Frequency Speed

Regulation Technology and Application

LIANG An-jiang， ZHANG Hai-yan， LIU Yi， LI Jian-gong

（ Shanghai Power Equipment Research Institute，Shanghai 200240，China）

Abstract： The difficulty of high voltage synchronous motor variable frequency speed regulation technology and

solving measures were introduced，such as synchronous motor launch and coordinate with the excitation device con-

trol. The application of domestic MAXF synchronous motor inverter device in high-pressure piston compressor，and

have achieved better results were described.

Key words： synchronous motor； high-voltage inverter； variable frequency speed regulation

引

言

同步电机的调速是电气驱动领域的一大难

题，从 20 世纪 30 年代后期，人们就开始研究同步
电机的调速问题。20 世纪 70 年代，随着交流电
机磁场定向控制理论的产生及其技术的推广应

用，世界各大电气公司都投入大量人力、物力对交
流同步电机变频调速传动进行研究，期望将这一

技术应用于高性能要求的轧机主传动及矿井提升

机传动中。迄今为止，世界上已有上千套交流变
频装置应用于大功率同步电机调速系统。除了矿
井提升机和轧机外，高压大功率的交－直－交变
频器也广泛应用于高炉鼓风机、空压机及抽水蓄
能电站的大型同步电机。

同步电机相对于异步电机来说，最大的劣势

就是存在失步现象，这也是制约同步电机应用变

频装置的主要原因。若要使用变频调速，则要求
变频装置必须解决以下问题：（1）同步电机的起
动问题；（2）同步电机调速期间和励磁装置的协
调问题，防止正常调速期间同步电机失步；（3）同

步电机正常停机和故障灭磁问题。

由于交流同步电动机在可靠性与维护量、功

率因数、电机尺寸与转动惯量、弱磁比等方面有其
自身的优势，对于大容量电机，例如工业应用上大

功率的空气压缩机、水泵、煤炭与有色金属行业中
的大功率提升机和钢厂大容量轧钢机等均采用同

步电机驱动。据统计，我国的高压同步电机大部
分运行在低负荷区，能耗大、效率低，会造成电力
的大量浪费，是变频改造效益显著的用户。实践
表明：同步电机应用高压大功率变频调速系统，经

济效益良好，其可靠性也可得到保证。因此，我国
高压同步电机变频调速装置将来的市场前景良

好。

我国从 20 世纪 70 年代开始交流同步电机调

速技术的研究，20 世纪 80 年代初已研制成功交

－交变频同步电机的试验样机，但高压大功率交

流变频调速装置直到 20 世纪 90 年代后期才得到
发展。上海发电设备成套设计研究院自 1999 年
开始通过对国内、外高压变频装置进行调研，确立
了总的技术方案，采取智能功率单元串联多电平

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