新型绿色节能型变频器开发成功

New Variable Frequency Drive

西安西普电力电子有限公司 戴政耀 总工

变频器在市场上推广已经超过50年，所有变频器都是PWM型高低高技术（或电压型变频器），也就是将交流转换为直流电压，再由直流电压逆变成交流电压的基本电路拓扑，这种技术大量使用后发现环境污染问题严重，特别是电网谐波污染与射频干扰（无线电干扰）问题严重危及变电所供电稳定性，谐波在电网内到处乱窜导致其他电气设备、无功补偿设备可靠性下降，故障率提高；且因为突波电流导致输入变压器功率因数恶化，铁损增加，温升提高，线圈绝缘恶化，抑制谐波污染是变频器最大的挑战，但是无法有效解决，因为三相全波整流电容平滑电路决定了先天不良。

IGBT逆变技术导致无线电干扰（EMI）问题严重，车间内自动控制系统随时故障误动作导致废料及停产损失严重，射频干扰影响整个车间供电系统。变频器输出不是正弦波电压导致低压变频器有15%运行损耗，高压多电平变频器增加移相变压器（损耗10%以上）有25%的基本损耗。因此PWM变频器无法使用在节能省电用途驱动控制系统。

西安西普电力电子有限公司总工程师戴政耀曾获得中国变频器启蒙之母称号，变频器生产研究超过40年有余，交流电机节能驱动控制技术获得国家发明专利20+多项，2024年正式推出“绿色节能型变频器”产品，解决了PWM变频器低效率高污染的缺失，替代PWM变频器可以节约25%的流动电费以及35%的基本电费，对国家节能降耗，提高能源利用率具有明显有效的贡献，值得推广应用。

绿色节能型变频器采用交交变频器技术，没有三相全波整流拓扑，因此没有电网谐波问题；采用晶闸管过零关断技术，没有IGBT逆变电路，因此不存在射频干扰、电磁噪音与突波电压等环境污染问题，由于可以工频旁路运行或轻载节能控制，驱动控制系统运行效率最高，特别是利用频繁起停控制流体机械作为流量控制基本达到没有运行损耗，突破传统节能技术局限，节能比率平均提高30%以上。

以下我们提出两种变频器的主要差异分析供大家作初步了解，相关技术资料请查询

西普绿色节能型变频器专有技术（PWM变频器不具备）：

接线端子可达1000V以上，注意电机线圈绝缘耐压最高只有800V

11. 输出端电缆线集肤效应导致电缆线发热现象，长度与载波频率提高都会加大尖峰电压

PWM变频器点评（没有合格有效的污染防治情况下）

1. 寿命最短的器件是IGBT与滤波平滑电容，处在高温下工作急速老化崩溃。

2. 电机线圈绝缘劣化导致烧毁现象较多是因为尖峰电压太高（与Fc、电机电缆线长度、电动机周围湿度、负载率有正比关系）。

3. 变频器电网谐波严重污染导致输入变压器尖峰电流线圈层间短路风险，损耗增大温升提高，功率因数下降，变压器效率下降。谐波在供电系统内乱串影响电气设备正常寿命而找不到原因。

4. 变频器减少环境污染问题最佳方法是提高污染防治设备容量，但是损耗会再加大。

5. 变频器的功率因数很差而不是很好，因为对非正弦波的功因必须乘上谐波系数，没有合格有效的交直流电抗器就没有良好的功率因数，一般功率因数仪表都是依据正弦波设计，不适用于变频器，电力公司也不买账。

6. 一般钳表、指针电流表测量的电气参数都是虚假数据，一般钳表依据正弦波设计而变频器的波形是由脉冲组成的波形故无法量测，只有新仪表才能解决。

7. 驱动电机不但异常高温（铁损增加）加速电机老化而且有感电现象（人体不能碰触）。

8. 电机电磁噪音导致生产线人员耳背重听现象，噪音污染严重，加大Fc则损耗提高。

9. 配备合格标准的污染防治配件才能避免环境污染问题，但是成本增加运行效率降低。

10. PWM变频器的损耗与污染都是因为交直交技术原理产生，属于先天不良。

11. PWM变频器属于低效-高污染设备，PWM变频器不是绿色节能产品。

12. 大部分变频器供应商不配备合格防治污染配件而推荐客户自行购买，导致用户电气设备、自动控制系统受到EMI、谐波、噪音、异常温升等干扰不能正常工作或损坏，电气维修人员整天疲于奔命，这是产品责任转嫁现象。

13. “调速能够节电”这句话是错误的，关掉电源不是更节电吗？电机减速运行意味着变频器、电机、负载设备全部降低运行效率；请特别注意电气设备效率定义都是额定转速、额定负载运行时最高效率。那么电机降低速度运行意味着减产、电气系统与传动系统每一个设备都要降低运行效率，那么损耗比例相乘结果效率下降惊人。

14. 变频空调到处可见家电广告，PWM变频器属于低效率高污染设备如何节电？要高效节电需要选择绿色节能型变频器才能真正节电。

15. 以上分析是针对变频器驱动控制系统分析，也就是使用变频器必然影响到整个系统，不是只有变频器。