作者：伟德官网 日期：2025-12-15 浏览： 来源：伟德APP下载

在工业领域，高压电动机广泛用于驱动各类设备，如压缩机、水泵、破碎机、切削机床和运输机械等，亦可作为原动机驱动鼓风机、磨煤机、轧钢机和卷扬机等设备。由于其高电压与大电流的冲击特性，制造过程需严格满足过电压要求，确保绝缘等级达到相应标准。

当前高压电机的调速技术主要包括以下几类：

- 液力耦合器：通过在电机轴与负载轴之间放置叶轮并调节两者间的油压来控制负载转速。这种方式本质上是通过转差实现功率分配，缺点包括效率随转速下降而下降、需要断开电机与负载进行维护、轴封与轴承需要定期更换，现场环境相对较差，设备档次较低，使用逐渐减少。

- 高低高型变频器：以低压变频技术为基础，输入端通过降压变压器、输出端通过升压变压器与高压电网及电机连接。由于低压侧容量限制，电流上限受限，系统效率与占地面积都受影响，低频启动时磁耦合能力下降，带载能力受限，同时对电网谐波影响较大。

- 高低型变频器：利用低压变频技术通过输入侧变压器将高压转换为低压，驱动低压电机。电压水平多样尚无统一标准，容量有限、带载能力较小，对电网谐波影响明显，但可通过采用12脉冲整流等技术减小谐波。

- 串级调速变频器：通过将异步电机部分转子能量回馈至电网来调节转子滑差，调速范围大约在70%至95%之间。优点是成本较低、变频部分容量相对较小，但存在可控硅引起的谐波污染、低速时功率因数下降等问题，需要补偿措施。

- 电流源型直接高压变频器：输入端用可控硅整流并通过电感储能，逆变侧采用SGCT，维持两电平结构。其优势在于直接将负载的惯性能量回馈到电网，但缺点包括电网侧功率因数较低、谐波污染较大且随工况波动，补偿难度较大。

- 电压源型三电平变频器：整流部分采用二极管并结合电容储能，逆变端使用IGBT/IGCT，采用三电平结构并通过钳位方式解决器件串联难题，输出波形更理想。但在高压环境下输出dv/dt较高，需要输出滤波器，且最高工作电压受器件耐压限制，约为4160V伟德APP。

- 功率模块串联多电平变频器：通过串联低压变频器实现高压输出，采用移相降压变压器实现18脉冲及以上整流，能够满足严格的谐波标准。带载时网侧功率因数可超过95%，输出侧采用多级PWM以降低dv/dt与谐波，适用于6kV、10kV电机的调速应用。其功率电路采用标准模块化设计，便于更换且国内器件易购。尽管使用低压IGBT逆变，元件数量较多，但该技术成熟，且相对于高压IGCT三电平器件数量通常更少；但整流变压器与功率模块之间的连线较多，实际应用中往往需将两者紧凑布置，空间配置成为挑战。

高压电机的启动方式多样，常见的包括直接启动、串联电抗器启动、自耦变压器降压启动、变电阻软启动、磁控软启动以及变频软启动等方法。具体方式如下：

- 直接启动：在全电压条件下直接启动。若电网容量允许，理论上可行，但实际生产中很少使用，因为启动电流巨大、会造成电压大幅波动，可能触发上游保护跳闸。

- 串联电抗器启动：在启动阶段串入电抗器以限制启动电流和压降，转矩稳定后再去除电抗器。这一方式容易导致端电压下降、启动转矩不足，并可能出现二次冲击，故实用性受限。

- 自耦变压器启动：通过自耦变压器降压启动，待电机起动完成后从自耦变压器脱离进入全压运行。优点是降压灵活、适用不同定子接法；缺点是设备体积大、成本较高。

- 变电阻软启动：在电路中串联可变电阻（热变电阻或液态电阻），随启动推进逐步减小压降，实现平稳启动。起动特性优秀，但不宜频繁启停。

- 磁控式软启动：以磁放大器原理串联一个三相饱和电抗器，通过数字控制调节励磁以改变电抗值，从而实现对启动电压的精细控制，确保电机平稳启动。

- 变频软启动：以整流将交流变为直流、再通过逆变输出可控的频率和电压，实现平滑启动。随着技术发展，变频软启动被广泛视作最具前景的高压启动方案之一，正在逐步替代传统启动方式。

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