中加特高压变频一体机系列产品

现场应用于乳化液泵站现场应用于乳化液泵站

基于煤矿井下综采工作面对设备群组智能驱动与高可靠性运行的需求，青岛中加特电气股份有限公司创新研发了变频器、大功率电动机一体化集成技术，并形成了高压变频一体机系列产品，打破了工业传动领域传统的“变频器+电动机”分体式传动方式，开创了变频一体机的新领域。高压变频一体机参数如下：最高电压为10 000/3 300 V，最大功率为3 000 kW，变频调速方法为直接转矩控制，变频部尺寸为2 350 mm×700 mm×195 mm（34%），过载系数为2.2，冷却系统为轴承水冷、焊接式双螺旋水道，最长无故障运行时间为6年。

创新技术

1）研发出高功率密度高压变频一体机。发明了高压变频器绝缘、散热、电磁屏蔽一体化设计方法；研制出串并联式多路磁极绕组结构，直接水冷双螺旋散热网络结构；研制出高压大功率交流电机与变频器功率单元、驱动单元、控制单元高度集成的一体机，体机缩小为原结构的1/20。

2）研制出高压变频一体机可靠运行保障与测试关键技术与装备。发明了插接式模块化功率及储能薄膜电容结构布局方式；开发出高压变频一体机趋势预判及保护系统；研发出首套12 MW的变频一体机电能回馈型加载测试系统，形成了完整的高压变频调速一体机生产、监测和检测体系。

3）弹性和刚性负载多机重载启动及长距离多机负载平衡控制技术。创新了变频一体机直接转矩控制自适应调控技术；提出了多台变频调速一体机动态同步拖动技术；建立了不同特性负载适应性模型，开发出重型装备群高压变频调速一体机驱动软件和综合调控平台。

应用及前景

高压变频一体机具有以下应用优点：①8年以上的成熟使用经验，已应用于刮板输送机、带式输送机、乳化液泵站、无极绳绞车等场合，事故率低；②变频和电机不存在兼容性问题；③单绕组双出线结构采取绕组分压，主回路无需钳位电路驱动，回路无需分压设计；④电机部分为三相异步电机，单驱运行时不存在被拖动发电问题；⑤该变频一体机与双速电机同等高度，体积小、质量轻。

高压变频一体机先后应用于山东能源集团、国家能源集团，以及河南、陕西、山西等产煤大省，累计推广应用2 600余台，装备了300多个综采工作面，并应用到石油压裂设备、工程机械等工业设备上。近3年累计创造直接效益40亿元以上，带动产业链收入超百亿。相关科技成果获得2020年山东省科学技术一等奖、2019年中国机械工业科学技术一等奖、2019年中国煤炭工业科学技术一等奖。

中加特高压变频调速一体机广泛应用于煤矿带式输送机、刮板输送机、乳化液泵等重型综采装备的驱动控制，彻底改变了现有综采工作面移动变电站系统单独调控模式，从根本上解决了组合开关无调速能力、变频开关需要外加冷却系统及抗干扰能力不足、电动机与变频器配合差等问题。近3年高压变频调速一体机技术产品连续实现了300%以上的高速增长，相关技术在其他变频调速装置中也必将产生深远的影响，符合工业智能化、绿色战略发展趋势，应用前景十分广阔。