摘要：近年來，從各行業(yè)所使用的調速裝置的情況看，高壓大功率變頻器的應用在不斷的深入到各種行業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)及設備上。高壓大功率變頻器一方面具有調速精度高、功率因數(shù)高等特點，而且可以降低和減少機械設備的磨損和噪音，改善勞動條件，滿足生產(chǎn)工藝的要求；另一方面，高壓大功率變頻器也是一種有效的節(jié)能降耗設備，能將因設計余量、節(jié)流損耗及用量變化等而浪費的電能節(jié)省下來，為各行業(yè)的企業(yè)的發(fā)展帶來無限的生機。
關鍵詞：高壓大功率變頻器 “高—低—高”電流型變頻器 “水捶” 爆管 恒壓（變壓）供水 驅動拖動方式 PLC 觸摸屏 PID調節(jié)
一、 概述
城市供水系統(tǒng)是現(xiàn)代生活和生產(chǎn)過程中不可缺少的重要的公共設施之一，因其供水范圍大容量大，供水水泵的功率大，牽扯到的問題廣，故可直接影響到人們的工作和生活，提高供水系統(tǒng)的安全可靠性及供水質量等也是個急需解決問題。
城市供水系統(tǒng)運行時間長，在使用過程中還存在著供水壓力不穩(wěn)、爆管故障及耗電量等等問題。據(jù)有關調查統(tǒng)計，供水系統(tǒng)能耗不僅給能源、城市建設及環(huán)境保護帶來巨大壓力，也給經(jīng)營的單位帶來較沉重的經(jīng)濟負擔。既要保障供水系統(tǒng)的安全可靠性提高供水質量，又能降低供水系統(tǒng)的能源消耗，迫使設計供水系統(tǒng)的專家們不斷的改造舊系統(tǒng)，開發(fā)使用現(xiàn)代化的可靠性高的能耗低的高科技新產(chǎn)品。
二、 傳統(tǒng)的城市供水系統(tǒng)狀況
城市供水系統(tǒng)通常由水廠（一般含取水泵、水處理系統(tǒng)、供水泵等）、增壓系統(tǒng)及其供水管網(wǎng)系統(tǒng)等組成。
城市供水系統(tǒng)的設計及其供水水泵的配置通常是按城市在一個時期的發(fā)展的最大供水量來考慮的，并由此配備帶有一定余量的水泵驅動電機，對于較大規(guī)模的水廠通常是采用高壓電機驅動。
城市供水系統(tǒng)實際使用過程中出現(xiàn)最大（高峰）供水負荷的時間較少，根據(jù)一些資料統(tǒng)計，城市供水系統(tǒng)的水泵會經(jīng)常在低負荷下運行，因而會出現(xiàn)人們常用來形容大電機帶小負載所出現(xiàn)的“大馬拉小車”的現(xiàn)象，這樣日積月累的同樣會造成大量的能源損耗，以及使長期處在工頻額定狀態(tài)下的水泵的機械磨損嚴重，設備故障增加，使用壽命縮短等。
傳統(tǒng)的城市供水系統(tǒng)是對水泵的出口閥采用全開閥半開閥及開停泵控制方法，這種控制方式存在以下幾個問題：
1、城市供水系統(tǒng)的水泵配套的大功率電機在啟動和停止時對配電系統(tǒng)的沖擊大，不利于電網(wǎng)的安全運行。低負荷時電機的功率因素低、空載損耗大，占用配電系統(tǒng)的相對補償容量大。
2、節(jié)流損失大，使供水系統(tǒng)長期在低效率狀態(tài)下運行，會增加供水系統(tǒng)相應的能源消耗。
3、供水壓力呈階段性的的變化，在工頻狀態(tài)下啟停大功率的水泵，也會沖擊供水管網(wǎng)，同時易產(chǎn)生“水錘”現(xiàn)象，增加管網(wǎng)的跑冒滴漏現(xiàn)象以至于爆管，很不利于管網(wǎng)的安全運行。
三、高壓大功率變頻器
隨著近十幾年電力電子技術和微電腦技術的不斷發(fā)展、完善，高壓大功率變頻器性能也日趨完美，已被不同學科、不同行業(yè)的工程技術人員廣泛應用于不同的領域，且出現(xiàn)了很多的精品應用設計。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
高壓大功率變頻調速器通常采用IGBT為逆變功率器件，經(jīng)過多年的使用和研發(fā)，其可靠性、可用性能不斷的得到提高，作為核心器件為高性能的高壓大功率的設計開發(fā)提供了可靠的基礎保證。
高壓大功率變頻器按其變頻的方式可分為“交—交”型和“交—直—交”型，“交—交”型一般用于低速重轉矩的場合（如軋鋼機等），在此不去討論。
在水泵及風機上所使用的大功率變頻器一般都是“交—直—交”型的，根據(jù)所驅動設備的具體情況決定是選用“交—直—交”電壓型或“交—直—交”電流型。電壓型變頻器：中間耦合電路電容較大，使逆變輸入端直流電壓保持恒定，不受負載變化的影響，則逆變器的輸入端可以看成是一個電壓源（如深圳市梅林水廠安裝的四套1000 kW SIEMENS電壓型變頻器）。電流型變頻器：中間耦合電路電感較大，則逆變器輸入端就可以看成是一個電流源（如東莞梨川二水廠裝有一套800KW SIEMENS電流型變頻器）。
從整個高壓大功率變頻器系統(tǒng)的電壓變換的情況來看，高壓大功率變頻器系統(tǒng)還可分為“高—高”型、“高—低（中）—高”型（如東莞梨川二水廠裝設的為 SIEMENS“高—低—高”型變頻器）及“高—低”型（如深圳市梅林水廠安裝的為SIEMENS“高—低”型變頻器）。
因為高壓功率模塊的價格昂貴，也使得使用“高—高”型高壓變頻器比使用“高—低（中）—高”型高壓變頻器貴很多的情況，再者對于功率在200KW~500KW的高壓電機來說，如首先需考慮的是被控系統(tǒng)的工藝質量，則高壓大功率變頻系統(tǒng)可通過低壓大功率變頻器與兩臺變壓器（一降一升）組態(tài)來實現(xiàn)，其中變頻器還可采用國產(chǎn)的，這種組態(tài)的“高—低—高”型變頻器系統(tǒng)要比“高—高”型高壓變頻器經(jīng)濟很多。
