大功率高压变频器在钢铁生产中节能效果显著
风机、水泵类设备是钢铁生产行业的耗电大户，目前主要的控制方式是采用液力耦合器调速，或通过阀门来调节风量和水量;根据风机、水泵类负载特性，其中蕴藏着巨大的节能空间;通过高压大功率变频调速方案的实施，将会产生可观的经济效益。对降低吨钢耗水电指标，节能降耗起到积极的推动作用。随着计算机技术及IGBT等功率器件的飞速发展，高压大功率变频器产品已日渐成熟，在国内风机、水泵等场合的节能应用上得到了广泛的推广，但是对于不同的工况条件，节能效果上差别很大，不能盲目推广投运，必须对使用条件和现场工况作细致的研究。
高压大功率变频技术的主要流派有两种：（1）电压源型变频调速方案;（2）电流源型变频调速方案;其中电压源型变频调速方案又分为：移相整流串联叠加输出技术和三电平技术。考虑到对电网谐波、功率因数的要求，和普遍使用的6kV和10kV电压等级，以及从**角度出发所提出的旁路要求，同时考虑到对原有普通电机的使用，我们选择了移相整流串联叠加输出技术。现对此技术作一简单介绍。
高压变频调速系统采用直接“高一高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串并联而成，由各组低压叠加而产生需要的高压输出，无须输出变压器，实现了直接3kV、6kV或10kV高压输出;它对电网谐波污染小，输人电流谐波畸变小于4%，直接满足IEEE519—1992的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输人谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器就可以使用普通的异步电机。
所谓多重化技术就是每相由几个低压PWM功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。多重化技术从根本上解决了一般6脉冲和12脉冲变频器所产生的谐波问题。每组由8个额定电压为433V的功率单元串联，因此相电压为433V×8=3464V，所对应的线电压为6000V。每个功率单元由输入隔离变压器的24个二次绕组分别供电，24个二次绕组分成8组，每组之间存在一个7.5°的相位差。所需相差角度可通过变压器的不同联接组别来实现。用这种多重化技术构成的高压变频器，也称为单元串联多电平PWM电压型变频器，采用功率单元串联，而不是用传统的器件串联来实现高压输出，所以不存在器件均压的问题。
在冶金生产中，根据工艺要求和运行工况的不同，需对温度、压力、流量等过程参数进行调节，*常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机、水泵都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。
通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，p∝n3;即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。因此，通过变频调速装置，降低电机转速来满足运行工况，具有极大的节能空间。例如：风机、水泵运行速度下降20%，功率则降为原功率的50%。
风机水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量（流量）到Q2，通过调节阀门开度，实际上是改变管网管阻，使管路特性曲线变为R2，风机水泵的工作点移到R2上的B点，风压（水压）增大到H2，这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即正比于BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率变化并不明显。这种调节方式控制虽然简单，但功率消耗大、不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。
节能型高压变频器在马钢的除尘风机、煤气加压机、供排水等领域得到了广泛的推广应用，节能效果明显，项目节电率保持在20%以上，投资回收期在2～3年，取得了可观的经济效益。
通过对高压变频节能应用实绩的跟踪及分析，高压变频装置运行稳定，节能空间大;同时高压变频装置的应用，在取得较高节能效益的同时，减小了风机、水泵装置直接启动造成的设备冲击，降低了设备维护量，具有较高的推广应用价值。