变压器解决方案{2024年最新5篇}

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变压器解决方案范文第1篇

关键词：配电变压器；在线监测；状态检修；故障诊断

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0176-03

1 引言

随着我国农村配电网的建设和发展，尤其是农村电网的改造使得配电网结构进一步优化，极大的促进了经济社会的发展。但是农村配电设备比较落后，且功能比较单一，配变保护设备老旧情况严重。目前，配变一般配备了剩余电流保护，短路保护，主要由熔断器和刀熔开关组成，不能为配电变压器及低压台区提供全面有效的保护。本文将针对以上局限性，结合广东电网的实际情况，研究最合适的通讯方式，实现配电台区采集、存储、监视、控制等，构建一套费用合理、技术完善、安全可靠性高、容易推广的通讯方案。

2 配电变压器智能化国内外研究现状

2.1 智能化配电网终端技术国内外研究现状

针对城市和密集负荷区主要研究和解决的问题：（1）提高可靠性和电能质量；（2）降低运行费用；（3）研究配电网与分布电源的一体化；（4）研究配电网与用户侧系统的协调；（5）缩短停电恢复时间；（6）为用户提供更多的用电选择。

项目涉及内容有：（1）设计新的智能电子设备（IED）；（2）研究低成本多功能的静态开关设备；（3）研究传感器和监视系统；（4）研究故障预测等。

美加大停电之后，美国计划在10～20年内完成智能配电网工程IDG（Intelli-D-Grid）。智能化配电网（Intelli-D-Grid）将自动完成：网络重构；电压与无功控制；故障定位和隔离；继电保护再整定（RPR） 等功能；完成智能化电网的建立：数字化变电站、分布发电技术、电力电子技术与配电网互联、燃料源与储能、匹配的电力网络、半导体、超导、超级电容器、磁材料和绝缘子、储能系统、低成本的智能传感器的应用，借助网络通信、GPS同步对时构成完整的智能化配电网。

随着我国农村配电网的建设和发展，尤其是农村电网的改造使得配电网结构进一步优化，极大的促进了经济社会的发展。但是农村配电设备比较落后，且功能比较单一，配变保护设备老旧情况严重。目前，配变一般配备了剩余电流保护，短路保护，主要由熔断器和刀熔开关组成，不能为配电变压器提供全面有效的保护。目前在国内许多供电公司都在应用配电变压器监控系统，但是在实用过程中发现了很多运行问题：一方面，由于配电变压器在布设^程中没有进行合理规划，分布比较散没有形成集中管理使得信息在传递过程中比较失真；另一方面由于缺乏有效的配电变压器的分析软件，使得收集的配电变压器信息又得不到有效的应用。造成的结果是，虽然有一部分配电变压器监控终端在现场投运，但取得的效果并不理想，变压器未能得到运行状态分析和经济运行分析[1]。

2.2 低压配网自动化监控系统技术国内外研究现状

（1）在国外，发达国家在90年代就开始对配电网进行运行方式系统分析，得出合适的运行方式指导配电网经济运行，日本中等城市以上的供电系统都实施了配电经济运行的决策支持软件，美国等西方国家也在一些城市供电网上实施了类似的系统。国外对配电低压台区的智能化技术研究较多。现在，计算机技术和通讯技术飞速发展，大量应用于配电网，进而对配电网低压电器的要求是能后与后台控制计算机进行通信，实现后台计算机对配电低压电器的远程控制，也就是使配电网实现“三遥”功能。为了迎合配电网的需要，配电网低压电器都加入了各种通信功能。尽管目前国外已经开始了配变低压台区智能化的研究，但研究的成果还没有突破，对所有的电气设备进行同时监控的系统尚未研究出来，因而还不能对台区所有电能质量数据进行分析。

（2）国内相关文献介绍了国内有电力网电能损耗计算与分析软件，配电网自动优化运行监控系统的研究，区域分布式电压无功监测与优化控制系统，无功优化程序在配电网的应用，基于地理信息系统的配电网优化规划的研究的文献报道。但是，由于技术的局限性，分析计算中很多用来分析的数据都是历史数据，不能及时地反映配电变压器的当前状态量，其他的文献也没有能够从台区运行、决策支持的角度系统地分析配电网的经济运行。目前，国内大部分配电系统中仅有少部分实行了自动化监控，大部分采用人工监控方式的配电系统中存在的故障或隐患无法被监管控制人员及时发现，无法迅速加以解决。

（3）配电变压器的过流保护主要由两种途径：一种是利用断路器；另一种是利用熔断器。熔断器的优点是结构简单，成本低。断路器对配电变压器的过流保护的断路器全开断时间较长，不利于对配电变压器进行过流保护[2]。

3 配电变压器在线监测目前存在的问题

配网经过十几年的发展，一次、二次设备以及自动化系统都基本运行稳定、成熟，但配网自动化主要关注馈线及站所自动化，对10kV线路下的台区运行管理考虑较少，尽管许多台区也安装了一些智能设备（TTU），较少从台区运行管理的角度实现负荷曲线、三相平衡度、负载率、电压合格率等功能。因此如何利用新技术，对台区的运行状况实时监控；对台区的负载率、可靠率、平衡率、负荷增长趋势等进行研究；对台区发生的故障能够做出及时的反应，从而以较低的成木、有效的手段、快速地提高供电企业对台区的管理水平，加强配电台区的电能优化控制，提高供电质量，提高电网运行的可靠性，减少维护的工作量，提高效率是新一轮智能电网建设的一项重大任务。作为用户供电的电源点，配电变压器的测控、保护、电能质量监测有着非常关键的作用，而配变无功电压协调控制则是改变当前配网无功电压调节能力匮乏，低电压情况严重的关键[3]。

但从目前的状况来看，尽管有不少配电变压器已经安装了TTU设备，但少有在测控、保护、电能质量监测功能完备的，且各设备采用的建设路线，技术标准也不尽相同，相互之间无法进行有效的衔接。对配变无功电压协调控制则通常采用另建装置的方式实现，造成配变下设备构成复杂，不利于智能配电网、主动配电网建设。除此之外还存在着以下问题：

（1）缺少自动化系统的支持，运维人员无法及时了解缺相、失压等情况。由于缺少自动化监测手段，配电台区故障信息一般靠用户保障反映。运维人员没法及时了解和处理缺相、失压、相位错误等状况，严重影响低压配电网的供电可靠性，甚至危及用户设备和人身安全。（2）不能实时监测轻载、超载、三相不平衡状况。工业用户和商住小区的数量随着经济的发展逐渐增多，同时人们的生活水平也在不断的额提高，受各种因素的影响和制约，导致出现超载、轻载、三相不平衡台区，造成一定的经济损失。目前计量自动化系统只监测配变总出线电气量，未监测各分支线的信息，导致运维人员判别低压线路超载、轻载、三相不平衡时无精确数据支撑。（3）配变及台区保护功能简单，导致现场故障查找、处理时间长。配变保护配置只有配变本体保护、低压总出线过流保护，缺少漏电流保护、缺相保护、低压线路故障判别等。以往的漏电流保护经常出现整定值失配、越级跳闸的情况，给运维人员带来很大的工作量。缺少缺相保护可能导致缺相时用户电机烧毁。低压线路故障判断的缺少则会增加运维人员查找及处理故障时间。（4）台区无功电压无法协调控制。目前，配变台区装配的无功补偿器、三相不平衡调节装置，甚至是有载调压设备，均是独立控制。同一馈线上的不同台区也是独立控制。所以，同一馈线不同台区之间、同一配变台区各类设备之间无协调机制，可能出现决策冲突，影响台区电压质量治理效果。（5）数据集成后无更高级的应用，装置功能无法扩展。一方面，目前已有的系统只对配电台区数据作集成及展示，未真正作高级分析。另一方面，配电台区的测控不足，无法满足以后智能配电网、主动配电网的发展需求。（6）配电变压器保护设备普遍缺乏过热保护。目前，大部分农村地区的配电变压器一般只配备熔丝作为过载保护。虽然过载与配变过热存在一定相关性，但通过熔丝来保护配电过热现象还有一定的局限性。目前，经常出现配备熔丝的配备过热烧毁的事件。（7）配电网配电变压器保护装置。变压器保护装置存在功能单一，集成程度低、自动化程度低等特点，导致设备不易安装，成本高昂。现阶段，配电网运行于管理处于相对比较粗放的阶段，配电站数量多，地理分散性大。

4 配电变压器智能化在线监测及状态检修

4.1 台区配变智能化终端装置技术研究

（1）通过装置对配网台区低压侧的数据采集，即对配电台区电压、电流、有功、无功、功率因数的监测。本项目中考虑对此功能进行进一步强化；（2）强化和完善保护功能，实现过流过压保护、漏电流保护、重合闸、缺相保护等功能；（3）加强对台区无功电压调节设备的协调能力，实现对台区无功电压设备，例如无功补偿、有载调压变的协调控制，实现台区的低电褐卫砉δ埽唬4）基于智能配变终端的智能台区运维管理软件，用于监控智能配电终端设备的数据上传及管理和分析功能，实现台区的运维管理功能，同时实现了三相不平衡分析、低压分线的有功平衡分析等功能。

4.2 配电台区在线监控系统技术开发

系统应用对象主要是供电所基层管理和维护人员，因此系统在设计中遵循简单、直观、易学易用的原则。系统对数据的展示尽可能使用表格、曲线、棒图等比较直观的方式，系统同时将原始数据结合图表上传至云平台，通过微信或者APP将配变运行情况反应给手机用户，实现互联网对配变的在线监测[4]。使运维人员可以实时查询配变运行状况，并对电网的运行情况给出运行决策或者为现场施工提供依据。

4.3 智能配变终端试点应用

广东电网某台区安装智能配变终端柜体，在试点供电局进行某台区的低压数据采集和软件后台的高级应用。通过对台区配变低压侧总线和分支线路数据采集，上传至监控后台软件，后台软件将数据处理后进行可视化展示，并提供运维辅助决策参考，同时根据量测的数据和保护的动作信息，判断台区低压侧故障的范围，有助于快速定位低压故障类型和位置。

5 技术难点与措施

5.1 配变低压总出线和分支线路保护存在配合不匹配技术难点

解决思路：总出线上的保护配置定值参考原先定值，并结合负荷预测对保护定值进行修正；分支线路保护定值先参考原先定值进行配置，再根据每条线路上负荷实际情况进行修正，最终汇总每条分支线路的保护定值反馈给总线上的保护，对低压总出线的保护进行修正。

5.2 无功电压协调控制数据不全面造成控制策略不完善技术难点

解决思路：在低压分支线路末端或者终端某个地方安装电压采集装置，通过无线将数据上传至主站，由主站结合配变终端采到的首段电压和末端电压数据进行分析，给出无功优化控制策略。

5.3 配变低压分支线路电流采集困难技术难点

解决思路：按照不同类型的配电柜体环境，制定改造方案。将低压智能断路器安装在分支线路上，对每条分支每相的电流进行采集，再通过智能断路器的二次回路将数据上传至配变终端设备上[5]。

为此本研究计划：（1）收资调研，总结广东电网典型台区目前整体数据监控情况；（2）在原有测控基础上考虑对此功能进行进一步强化，第一加强对分支线路的在台监测，第二加强对电能质量、谐波数据监测的支持，第三可增加对运行环境数据的监测。（3）完善配变低压保护功能：包括对配电变压器低压侧的缺相保护、过流保护、漏电流保护以及重合闸功能；（4）研究对台区无功电压调节设备的协调控制，此功能是对原TTU功能的一大升华，通过对无功补偿设备、分接头设备、调压设备、三相不平衡治理设备的协调决策，解决各设备各自为阵，互不统属的问题。（5）监控智能配电终端设备的数据上传及管理和分析功能的需求分析（6）配电变压器智能终端、在线监测后台开发及测试；（7）示范工程安装调试，现场应用验证。

6 技术经济效益目标

6.1 设备（系统）技术指标

基于智能配变终端装置的工程应用，能够实现以下几种主要功能：台区的保护功能（包括过流过压保护、漏电流保护、缺相保护、重合闸等），低压在线监控功能（不同于传统TTU的以半小时左右为周期的监测功能，智能配变终端更侧重于配电变压器的运维管理功能）、台区无功电压的综合管理控制功能（实现台区的低电压治理功能），其准确性、稳定性、低电压治理能力及控制算法的有效性均满足工程应用要求。

6.2 示范工程技术、经济指标

在试点应用中，能够实现各种保护：过流保护、过压保护、缺相保护、漏电流保护和重合闸功能，各类保护能够灵活配置，适应不同应用场合的需要。通过基于智能配变终端的配电台区在线监控系统的应用，有效提升现场的故障处理能力。

6.3 成果应用安全、经济指标

基于智能配变终端的配电台区在线监控系统的应用，能够提升配电网综合故障判断能力，结合手机客户端的云计算平台的应用，能够大大提高现场配电变压器的运维管理水平，大大减少供电所人员的工作量，产生直接及间接的经济效益。

7 结语

通过标准化的智能配变终端装置，实现台区的统一管理，尤其是电压质量治理的综合管控。本终端装置以配电变压器的无载分接头档位优化、无功补偿装置和有载调压分接头的联合优化控制，同时接收主站协调控制系统的优化指令，实现馈线级电压质量的综合治理。为配电台区测控、保护、电能质量、在线监测等一体化采集、传输提供终端支撑，为配电设备智能在线监测及状态检修工作开展奠定数据基础。完成配电设备测控、保护、电能质量、环境和在线监测等一体化功能。

参考文献

[1]许金红.智能变压器在线监测及诊断技术的应用研究[D].华北电力大学（保定），华北电力大学，2014.

[2]李波.电厂配电变压器综合智能保护系统关键技术分析[J].商品与质量，2016（2）：53.

[3]林小明.变电设备在线监测技术及状态检修的研究[D].华北力大学，2015.

变压器解决方案范文第2篇

很久以前，出现了机器自动化尖端机电解决方案的领域，许多工业OEM倾向气动解决方案。在某些机器领域，设计人员很少有性价比高的机电解决方案，他们更倾向于气动阀、汽缸执行机构、电机等的简单以及与它们运行相关的管道。

他们尽可能地把它们集成到每个设计中。但是，当涉及机器性能要求时，机器制造商为了有竞争性，不得不采用替代解决方案。对更尖端的应用，有必要采用机电解决方案。现在，对更复杂而灵活的机器，机电占主导地位，特别是，零件或装配生产线的快速更换，高精度以及更快的速度是必要的。

然而，即使这些更精密、更高速的机器，许多气动组件也被集成到设计中，从而创造一个混合解决方案。对输出和产品不变或有限可变的自动机器，气动组件通常占主导地位。

现在，大规模的制造运行工段有巨大的气动运行设备安装底座。根据一些销售机电和液压解决方案的公司，在国家的很多地方，以前安装的底座是如此的大以致用于维护目的的气动组件的销售远超过机电设备的销售。关于仅有的，事实上已变得灭绝的气动控制工段是气动逻辑控制。即使这样，气动逻辑仍用在一些防爆应用中。

对混合机器解决方案的争论可能来自更希望集中他们的气动功率源（泵和压缩机）的设计人员。非液压解决方案通常要求功率源集中在机器动作的附近。然而，随着在气动组成设备中集成多接口能力的出现，例如，各种现场总线接口，集中控制气动设备的能力变得更容易。

气动控制的进步

伺服气动系统的引进意味着气体力学新的应用，这些学科在不久前，严格保留了电子伺服驱动优化的机制。一个值得关注的应用是在木材厂的机器上控制压力辊（见下图1），该系统由美国俄勒冈州波特兰市的Pacific Fluid Systems公司制造。

当它们通过木材厂的电锯时，控制器定位压力辊，压力辊携带原木、毛方木或按规格裁切的木料。控制压力辊意味着基于以前定义的外型，紧紧地携带原木，并不能损坏它们。

图1. 混合气动解决方案

当它们通过木材厂的电锯时，传感器——控制器——执行机构相结合定位压力辊，压力辊携带原木、毛方木或按规格裁切的木料。压力辊的控制是按照以前定义的轮廓，紧紧地携带原木，并不能损坏它们。

下图2显示由Pacific公司设计并制造的压力辊站配置。这些典型的配置用在刨机、轧边机、镶边磨机。木材直线输送速度快到2，000 board-ft/min。根据木材的类型和速度，这些压力辊不得不承受1，200-1，800 磅的力，当它们通过电锯时，阻止木材移动。圆型木材通常是6英寸的孔。

图2. 在压力辊控制环的内部

编程前，圆木的位置和力对压力辊应用非常关键，在更高带宽，比例控制模式下运行，从而使圆木运动到它能减速到最终位置的地方。然后，控制器移动到被控停止位置，并切换力到模式从而承受压力。

Pacific 公司的工程部经理Tom Wells说：“编程前要求的圆木的位置和力对这个应用非常关键，它允许我们在更高带宽，比例控制模式下运行，从而使圆木切换到力模式从而承受适当的压力。这极大地降低了设置时间。”

典型的应用是一种称为轧边机的机器。这个机器有一个双压力辊的站:一个辊输入到电锯，另一个辊从电锯输出。这个应用证实主动阻尼算法的自动调节。

Delta Computer Systems公司位于美国华盛顿州范库弗峰市，该公司CEO Steve Nylund声称：“在这些技术进步的帮助下，以数量级的程度降低系统要求调节的时间是常见的，对机器制造者和客户来说，降低机器调试的时间是非常重要的。应用允许机器控制设计人员实施高级解决方案的各种标准通信接口也有很大的帮助。”

气动在这种应用的另一个好处是固有的兼容。在表面连续改变的地方，适应偏离比其他技术更快、更有弹性。

Nylund 评论说：“新伺服气动系统相对于旧的‘开关’阀运动更平滑、更精确，这些电子式控制，比例伺服阀在配置气动系统的应用中提供更好的选择，不太可能直接影响运动的精度。”

另一个逐渐增长的创新是使能液压能力运动控制。这些控制器使用位置和压力反馈完成闭环控制。这种双反馈控制能力允许控制器补偿经典气动细微差别，例如，空气热胀冷缩和阀的非线性化。一个主动阻尼方法比以前电-气动解决方案提供更稳定的高性能。控制器现在能同时处理一到八个轴。Delta的系统包括允许图形调节的控制器中的调节向导（见下图3）。

图3.气动向导

软件里的调节向导使优化伺服气动运动更容易，包括主动阻尼算法的自动调节的优点。

产品经理Frank Latino说：“任何应用需要快速、涉及许多执行机构的运动的短冲程是一个很好的气动例子，其他适合的应用是在小面积内需要高的力，点对点执行，是否线性或回转。” 他补充说，用户自然想到在无火花应用中气动的可能性，气动在不要求电子执行机构的精度的地方性价比非常高。

混合控制优化冰处理系统

机器人和自动化设备服务公司(RAESCO)位于美国纽约Syracuse市，该公司制造冰处理设备，并提供其他机器和服务。RAESCO的机器每分钟码垛40袋冰。在开发机器的控制系统时，RAESCO公司和应用自动化控制公司(AACI)合作，这个公司也在Syracuse市，作为控制解决方案的顾问。AACI提供使用机电和气动技术的机器解决方案。

AACI公司提供优化机器设计的控制组件， 该公司的总经理Tom Swenton说：“我们合作完成一个基于RAESCO的概念的设计。”

Swenton说：“设计从原形到生产经历一些变更，现在的设计实施三个电子伺服控制的轴——两个轴用于搬运小车，一个轴用于吊车系统。我们能提供的这些轴，比气动解决方案速度更高和定位更准确。然而，当它们从进给搬运小车运到整理站时，有四个运动要调整和旋转冰袋。另外，用气动解决方案实施， 有各种夹具和连锁保护。对这些运动来说，这些是合理的选择，因为它们提供更足够的控制以及性价比更高。”

RAESCO公司的总经理Rich Huchanski补充说：“因为当冰袋进入整理站时，冰袋外形变化的非常大，气动解决方案提供给我们适应性的能力。当真空吸头和冰袋接触时，使用空气压力测量从而使真空吸头适应冰袋的形状。使用这种兼容性的适应，我们能在它们运到货盘之前调整冰袋一致。”机器有能力举起高达150 磅的冰袋，但是，总的来说，货盘中的冰袋重达300 磅。这种能力表示混合解决方案不仅能优化许多机器的能力，也是最高性价比的解决方案。

BW Rogers公司位于美国俄亥俄州马其顿地区，它的控制分销商商务部经理Steve Whyte 说：“对许多机器来说，气动解决方案由于成本因素仍是首选的。”他引用一个项目，在这个项目中，在检测机器上，ITW-Akron标准使用所有气动解决方案。Whyte说：“机电解决方案比客户认可的成本高很多。”

因此，即使压缩空气的成本持续增加，气动解决方案仍是许多机器制造者的首选。

改进的连接

Festo公司 Latino说：“以太网技术已经使在工厂自动化中应用的气动设备提升巨大的效率，特别是如果有很高密度的执行机构。考虑到超过2，000个执行机构的安装。阀岛能带多达128个阀的负载，有时会更多。这降低了总阀岛的数量，但是仍有30-40个阀岛。以太网提供带宽在最短时间内实现访问这些阀是可能的。”

按照Latino的说法，其他的现场总线系统要求多通道或网络，在硬件、调试和维护上增加的成本。除了带宽的巨大飞跃，IT服务，例如网络服务器（web server）、文件传输和e-mail能提供非并行的诊断，特别是用检测设备（Checkout Test Set ，COTS）诊断工具和媒介。

Latino说，现在，在阀岛中，集成控制使气动功率/控制是一个更好的替代方案。他补充说：“传感器和诊断嵌入到阀岛中，系统诊断算法诊断总的气动系统，使用以太网和开放标准技术，例如OPC或工业以太网协议把这些联系起来，从而改进控制系统。”

接下来是什么？

在需要高的力以及要求兼容变化负载变量应用的场合，例如，压力辊、冰袋应用，气动解决方案看起来更好。没有证据表明在不远的将来会有变化。当机电解决方案有时必须解调相似地行为到气动解决方案时，一些公司更积极地集中精力做气动解决方案。移动到没有准确定义的接口的运动控制应用是特别真实的。

其他液压能力

从价格和性能出发点来说，具有大的力或推力要求的机器采用既没气动也没有机电解决方案的部分是现实的。这类机器包括冲床、折弯机、成型机、破碎机等。这些机器使用液压实现要求的力来完成要求的工作很有必要。

变压器解决方案范文第3篇

[关键词]变频调速原；及变频方案可靠性；分析

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0150-01

目前，变频调节技术由于具有显著的节能优势而发展迅速，并得到了广泛的应用。电机在采用变频调速后，其调速范围相对较广宽，同时其平滑性相对较高，其机械特性也相对较硬，能够有效实现实现软启动，有效降低对电网的冲击和机械负载的冲击，并能够在实现显著节能的同时，有效提升电机的使用寿命。

一、交流调速功率控制原理

从对功率控制角度进行分析，能够得出如图1所示的异步电动机功率模型图。异步电动机在运转过程中，定子从电源中吸收电功率P1，同时吸收无功功率励磁，建立旋转磁场，将P1转化为电磁功率Pem，根据能量守恒原理可以得出异步机按定子电磁功率为：

Pem=P1-P1（P1表示定子输入电功率，P1表示定子功率损失）

根据以上功率理论可知，有效控制机械功率PM是异步机调速的实质所在，即变频调速原理为通过功率控制来实现其转速的改变。由此可以推导出：电气变频调速包括电磁功率Pem和损耗功率P2两种原理，所有变频调速方法均基于这两种原理。变频调速的原理直接决定调速性能，尽管变频调速时采用的方法不同，然而只要其调速原理相同，难么其调速性能必然一致。根据功率控制理论，以定子为控制对象、电磁功率为控制目的的变频调速系统可以用图2进行表示。

由公式Pem=P1-P1可以得出，为了对Pem进行高效控制，必须对定子的输入功率P1进行有效控制。在电机运行过程中，P1可以用以下公式表示：

在公式中，电机客观存在的负载转矩直接决定了I1cosφ1，无法作为变频调速的控制量，在变频调速过程中无法改变电源相数，只能通过控制定子端电压U1对P1进行有效控制，从而实现变频调速。在异步电机运行过程中，定子有着产生电磁功率和旋转主磁场的功能。在实际变频调速过程中，仅仅通过调整定子端电压能以实现高效率调速，单纯对异步电机定子端电压进行调整，会导致主磁通出现降低，破坏高效调速所遵守的φm=C原则，导致异步机损耗急剧增大，无法改变异步机的理想空载转速，同时还会增大损耗功率和转速降。

为了确保在改变U1时仍然满足原则，变频调速应当遵守φm=C以下电机学规律：

同时在调速过程中对电压频率f1进行控制，确保压频比U1/f1为常量。

由以上分析可以得出：基于定子的电磁功率控制是变频调速的实质，通过调压、变频二元控制等方法实现变频调速。

二、高压变频方案及其可靠性

小容量绝缘栅极型功率管（IGBT）具有较高的可靠性，无需进行串并联，使得小功率变频调速的可靠性相对较高。然而，高压、大功率变频调速的可靠性相对复杂。对于高压变频调速，目前国外半导体极限理论研究取得了一定进展，已研究出接近极限的二极管，该极限二极管的电压仍然无法满足直接6～10kV电源线安全使用的要求。下文就高压变频方案及其可靠性进行分析。

（一）高压变频方案

第一，变压器变频方案。变压器调速方案包括如图3所示的“高一低”和“高一低一高”变压技术方案。在变压器变频方案中主要采用回避高压来实现变频。采用变压器变频方案需要大容量变压器，使得变频成本和损耗增高，同时也会增大增大电流，使得IGBT产生并联均流问题。

第二，IGBT直接串联变频方案。该方案通过将高压进行分解，有效降低各个IGBT器件的实际电压，从而实现变频。IGBT直接串联变频方案难以有效解决串联均压问题。

第三，多电平串联变频方案。该变频方案有机结合了变压器变频方案和器件串联方案结合。相比于变压器变频的“高一低一高”方案，其少一台变压器；相比于IGBT直接串联方案能够有效提高均压可靠性。然而多电平串联变频方案未能有效有效避免增加变压器产生的成本，同时也未能从根本上有效解决半导体器件串联均压问题。

（二）高压变频可靠性分析

第一，半导体串联均压和电流可靠性分析。均压即是串联器件的电压平均分配率，电路中理想状态下的均压为各个串联器件两端电压均相等且为总电压的1/n。为实现理想状态下的均压，必须确保各个串联电器的电参数完全相同，然而半导体器件存在离散性，难以实现理想状态下的完全均压，最多能达到近似均压，尤其是可控器件实现均压的技术难度最大，其效果也最差。串联的不均压直接降低了承担电压高的器件可靠性，一些串联器件甚至被击穿，并引发一系列的连锁反应，使得串联器件全部受到损坏。串联系统变频可靠性取决于n个串联器件可靠性之积，串联元件越多，串联系统的可靠性相对越低。对于冗余设计的串联电路，其各个串联元件之间相互分担电压，使得冗余的从元件能够有效改善主元件电压可靠性，但值得一提的是，串联系统中任何一个元件开路性失效均会使得串联系统开路。串联数量增多会降低串联系统的电流可靠性，尤其是在电流源型的电路中，电器元件开路会出现严重的过电压，击穿元件，影响串联系统的可靠性。

第二，半导体并联均流和电压可靠性分析。均流即是并联电路的电流平均分配率，并联系统变频可靠性取决于n个并联器件可靠性之积，在并联系统中任何元件电压击穿均会破坏均会联系统的电压可靠性，尤其是电压源型电路，任何元件击穿都将导致并联系统出现短路。

第三，多电平串联变频可靠性分析。通常情况下，IGBT损坏尤其是IGBT被电压击穿是导致多电平串联变频方案出现故障的主要原因，直接影响多电平串联变频效果。一方面，IGBT的芯片结构存在问题，使得多电平串联变频方案中IGBT被击穿。由于受生产工艺限制，IGBT的芯片pn结边缘处几乎呈直角形，缺乏像晶闸管的斜坡，使得器件耐过电压能力降低，承受过压时间的缩短，使得IGBT被电压击穿。另一方面，串联单元动态开、关特性不一致，使得各单元瞬时0电压存在不均匀显现，导致IGBT被电压击穿，从而影响多电平串联变频可靠性。

结束语

本文在分析基于功率控制的变频调速原理的基础上，得出基于定子的电磁功率控制是变频调速的实质，通过对变压器方案、IGBT直接串联以及多电平串联方案结构、优势及可靠性研究，得出采用IGBT变流器件的变频调速无法满足电业为6～10Kv的高压变速调频的安全要求。

参考资料

[1] 胡海平.小议变频调速原理在恒压供水系统中的应用[J].致富时代：下半月，2011，（9）：210-210.

[2] 何惠明，杨晓洲，肖红等.刮板输送机用隔爆型变频调速三相异步电动机设计[J].中国工程科学，2012，（2）：59-68，106.

[3] 张建会.应用PLC实现电机的变频调速和远程控制研究[J].科技资讯，2013，（12）：128.

[4] 马鸿文.交流电机磁场定向矢量控制调速原理教学实践[J].实验室科学，2013，16（5）：25-28.

变压器解决方案范文第4篇

与传统路灯相比,LED路灯具有较长寿命，再加上节能等方面的优势，在公共照明领域，LED路灯将逐渐取代传统路灯。现在的问题是：LED路灯必然具有长寿命吗？下面我们就来探讨一下。

中图分类号： TD625 文献标识码： A

一、LED路灯的“短命”现象及解决方案

的确,在我国近年来大量的半导体照明工程实践中，存在不少LED路灯“短命”的现象。譬如,用了不到3个月，路灯就不亮了；有些工程用了仅1个月,路灯就出现故障，极端点的个别案例中，在验收时就有路灯不亮!上述种种“短命”现象，既给工程承包商和路灯厂商造成经济损失、商誉损失，也打击了消费者的信心，同时政府主管部门推广LED路灯亦承受了较大的压力。

那么，决定LED驱动电源好坏(寿命长短)的因素又是什么呢？可归纳为驱动电源所使用的电容器件及电源内部温度，可用“电容温度”来表达。电容温度=电容温升+电源温升+灯具温升+环境温升。

具体分析如下:

电容温升：取决于电路设计和电容品质，通常大于5度；

电源温升：取决于散热设计及效率，通常大于30度；

灯具温升：取决于散热设计及空间大小，通常大于20度；

环境温升：视应用地域气候而定，在中国一般为-35度至+40度。

但在不同的温度区间下,电容寿命保证值是不同的,假定设计时电容纹波电流负载值最大使用到85%,则:

电容温度为65度时的寿命能保证5-8万小时;；

电容温度为75度时的寿命只能保证约4万小时；

电容温度为85度时的寿命只能保证约2万小时；

电容温度为95度时的寿命只能保证约1万小时；

电容温度为100度以上时的寿命只能保证约4000小时。

依上所述，控制电容温度至关重要。除了环境温升属于客观自然因素外，必须在电容温升、电源温升方面加以控制，在完成LED基板及结构设计后，同时考虑电源的问题，注意电源冲击对芯片的影响，避免为LED照明等距的光衰留下隐患。

二、LED的正向电压与输出功率解决方案

LED的正向电压与输出功率受到结温的严格限制，特别是大功率LED更是如此；结温是众所周知的影响质量和使用寿命的关键参数。准确地说，随着结温升高，正向电压与输出功率会逐渐降低，热漂移会导致临界电流升高。为了透过降低正向电压解决热漂移问题，提高系统总体能效，透过PWM和或模拟调光技术控制亮度，获得防失效管理和过热控制功能，照明系统对具有特定控制功能的LED驱动器的需求不断提高。如果给建筑照明和路灯照明等应用增加价值，还需要在LED驱动器内增加遥控功能。

如果电压高于50/60V，因为芯片技术限制，单芯片解决方案将无法胜任。标准解决方案的主要应用限制与基于并联电阻器和内部比较器的电流检测方法有关。从灵敏电阻器回馈的电流与内部参考电流值进行比较，然后产生一个用于控制栅极驱动电路的输出信号。这个常用的模拟控制方法实现了对峰流的控制，因为LED光色漂移在很多要求严格的照明应用领域是不准许的，所以这种方法并不是高质量照明的最佳解决方案。

意法半导体提出一个能够满足照明要求的高成本效益的路灯照明平台解决方案。该方案具有优异的性能、超高能效（全负荷时总体能效大于91%）、完整的防失效管理（过流保护、过压保护和短路保护）功能。该平台由两大部分组成：电源部分与电流控制器。其中，电流控制器是一个数字电流控制器。电源电路的最大输出功率达到130W (48V，2.7A)，该电路由两级电路组成：基于L6562AT的前端功率因子校正器（PFC）和基于L6599AT的LLC谐振转换器。

电流控制器的核心是采用一个以地线为参考的电流检测方法，这个算法是由一个通用微控制器实现的，能够调整反向降压转换器的输出电流。该解决方案无需差分放大器或误差放大器，更不需要网络滤波器以及其它的外部被动部件。该反向降压拓扑的模式为连续导通模式(CCM)，选择CCM模式的原因是反向降压拓扑的功率开关与地线相连，而不是像标准降压数字LED驱动器解决方案意法半导体-IMS系统实验室/G.MACINA适用于拥有高能效多重串行系统的完整路灯照明平台33 2011. 07 / 电子与电脑Feature拓扑那样连接上桥臂开关。因此，在这个解决方案中，可直接使用微控制器驱动一个逻辑电平(5V)或超逻辑电平(3.3V)功率开关，无需任何栅极驱动级，这使总体解决方案变得简单且成本低廉。

三、一些高功率因数LED照明电源解决方案

对于普通照明用低功率LED驱动电源，采用基于专用控制器IC的单级功率因数校正(PFC)反激式电路拓扑是最基本的解决方案。这种拓扑结构的特点是只使用一个功率开关，无需使用高压电解电容器。对于100～200W的LED照明电源，人们通常采用PFC+反激式两段式电路架构。这种拓扑结构的特点是PFC升压变换器被置于反激式转换器的前端，PFC与反激式转换器各使用一个功率开关。而对于200W以上的大功率LED照明电源供应器，上述两种拓扑结构并不适用。行之有效的解决方案是选择PFC与其电感—电感—电容(LLC)相结合的电路架构。为了实现高效率，主变压器二次侧可以采用同步整流方案。

方案如下：

350W LED驱动电源技术规格

(1)输入规格

AC输入电压：85～264 Vac；

AC最大输入电流：5A；

线路功率因数PF：>0.95(230Vac，满载)；

AC电源频率：47～63Hz；

效率：>92%(230Vac，满载)；

工作温度：50℃；

工作环境：密闭；

散热方式：无风扇自然冷却。

(2)输出规格

输出电压Uo：36~40V；

输出电源Io：5～10A；

电压纹波：≤0.3V；

电流纹波：

控制模式：恒定电压/恒定电流。

采用CCM功率因数控制器CM6807和谐振半桥控制器CM6900的350W LED电源供应器，同时采用同步整流方案，可以提供CV/CC控制，实现高于0.95的功率因数和高于90%的效率。本设计方案适用于100～1000W的电源供应器，可应用于LED照明、LED路灯、大型LED看板以及大型街道LED照明等。

四、小结

LED光源在近年来受到越来越多的人们关注与支持，毋庸质疑，这种典型节能、环保的绿色光源是未来几十年街道照明最具发展前景的高新技术之一。与此同时LED的智能驱动有可能出现的一系列问题会越来越多，但是，在更多的对LED钻研和挖掘中，更完美的LED照明系统会更快的呈现在未来的街道照明建设中。

参考文献：

[1]毛兴武. LED照明驱动电源与灯具设计[M].北京人民邮电出版社，2011.

变压器解决方案范文第5篇

Active-Somi(技领半导体公司)提供PND电源管理解决方案

1，小型高效降压Dc／DC－ACT 4060／ACT4065／ACT4070(4.75～20v输入3.3／5v输出电流2－3ASOP-8)

2，极小型TFT偏置电源ACT6311(3～50MA SOT23-5)

3，线性稳压电源

4，CCFL屏背光解决方案(ACT6360)

5，LED屏背光解决方案(ACT6358)

AISCOR(安国国际)提供PNDFlash CR Controller解决方案。

AME(安茂徽电子)提供PND之最佳电源管理解决方案

AME提供最适合的低压降LDO＆高效率DC－DC Swish IC。全系列的AME都有提供过电流(Over CurrentProtection)与过温度保护(ThermalShutdown Protection)的双重保护，用来保障供终端产品的安全性。

目前AME针对GPS电源管理解决方案的供应，其产品特色如下：

AMES248／5248A产品为600mA的脉波宽度调变／脉波频率调变同步降压直流－直流转换器(PWM／PFMSynchronous Buck DC-DC converter)，100％责任周期(Duty Cycle)提供低压降(Low Dropout)操作，最高效率可达95％。极低负载时。AME5248／5248A自动进入脉波频率调变(PulseFrequency Modulation)以维持输出稳压，加上20μA的静态电流与EnableFunction来支持省电模式，以上特性皆可延长可携式系统的电池运作寿命。固定1.5MHz的开关切换频率，可以在设计时使用较小型滤波组件，非常适合轻薄小巧的可携式装置。

AME5252产品为600mA的双输出同步切换降压直流－直流转换器(PWM SynchronousBuck DC－DCConverter)，具备更高效能并节省电路板空间，固定1.5MHz的开关切换频率，可以在设计时使用较小型滤波组件，非常适合轻薄小巧的可携式装置。2.5v至5.5V输入电压范围，适合使用于单一锂电池供电的应用上。AME5252操作在电流模式下，有100％责任周期(Duty Cycle)提供低压降(LowDropout)，其高效率可96％，可操作温为－40℃～125℃，并内建软开机功能。

低压差线性稳压器

在PND内部组件会运用到许多不同的LDO来供应所需的电压电流。对此AME许多的对应解决方案。AME8890提供固定电压1.2V、150mA电流输出、低杂讯，并提供Enable＆Power-Good Function，让客户有Power-Saving Mode与Power-Good的选择应用。AME8818有固定电压与可调式输出两种，输出范围为1.2～4.5V、300mA电流输出、PSRR约为60hA，并提供Enable&Bypass Function，让客户有Power-Saving Mode与低杂讯的选择应用。AME8805提供固定电压1.3～5.0V、600mA电流输出、静态电流约为30uA。AME8815提供固定电压1.5～5.0V、1.5A电流输出、静态电流约为45uA。AME8890应用电路如图1

Voltage Detector

AME8550可检测1.6～6.0V的电压范围且可检测间距为0.1v，操作在1.2V～6.5v的电压范围。只外AME8550的检测精确度为±2％、温度系数±100ppm／℃、静态电流约为0.8uA、输出有Open-Drain与Push-Pull两种。包装方面则提供SOT-23／TSOT－23／SOT-25／TSOT-25／SOT-89／SC-70，让客户端有多样选择参考。客户在使用上可调整外加电容来达到所需的Reset的延迟时间。

AMIC(联笙电子)提供PND SPIMemory解决方案：A25L016M－F&A25L032M－F。

Etron(钰创科技)提供PNDMemory解决方案

SirF solution：16M'16 DDKI，32M*16 DDK1,32M*16 DDR2，64M*16DDR2。

MTK solution：32M*16 DDR2,64M9*16DDR2。

LED解决方案LBDTech推出：背光LED：LT8Axxx全系列LED

Nuvoton(新唐科技)提供PND立体声音频编译码器解决方案

可携式应用产品的立体声音讯编译码器：新唐科技emPowerAudio旗舰家族的新成员wAU8822，提供在电池供电环境下优异的音讯质量：讯号噪声比(sNR)达94dB的立体声数字模拟转换器，及讯号噪声比(sNR)达93dB的立体声模拟数字转换器。该编译码器提供了简化的麦克风管理线路，900毫瓦(900mw)的喇叭功率放大，兼具弹性的音讯路径切换以及增益的设定，待机的电流消耗只需6微安培(6μA)。

WAU8822史无前例的电源管理灵活性，在所有的关键部分提供了非常低的功率消耗，以先进的图形化的评估系统、帮助简化研发设计者的工作，并加速产品上市的时程。

WAU8822具有提高可编程序性、多动能性和灵活性的特点。透过以广泛用途的Pin脚输出以及外加功能，很多案例显示，WAU8822允许做简单的系统升级，而不须对系统做再设计。举例来说，在重要功能部位来做电压功率的调整一例如模拟数字转换(ADc)及数字模拟转换(DAC)－透过缓存器的设定来降低这些部分的电流可在大多数情形下被使用而不需做任何系统设计的变更。这样可以提供系统设计者在不同应用环境下做到系统最佳化以及电池寿命的延长。

WAU8822提供缓存器数据读取的功能，可以加速系统的研发设计并使终端产品更加完整健全。WAU8822更结合了以时隙(Time-Slot)的方式来达成多个装置在相同总线上传输音频数据的目的。

WAU8822的评估系统是透过一个使用者很容易了解的图形化接口来控制。该评估系统可以缩短产品上市的时程，不论是在研发阶段或到生产的阶段，而且该编译码器的质量表现可符合严格的可携式产品的音频需求。

WAU8822的主要功能如下。

1、语言质量

数字模拟转换器(DAC)立体声，最高48kHz取样频率：94dB讯号噪声比(SNR)，－84dB总谐波失真(THD)。

模拟数字转换器(ADc)立体声，最高48kHz取样频率：93dB讯号噪声比(SNR)，－80dB总谐波失真(THD)。

2、音频输出

900mW桥接式(BTL)喇叭功率放大；

40mW立体声耳机功率放大(16Ω负载)；

可变更的立体声音讯输出。

3、音频输入

立体声的差动或单端输入麦克风及内建可编程的增益控制以及自动音量调整回路(ALc(Automatic Level Control))；低噪声的麦克风偏压；具共态抑制的差动输入；提供麦克风或警示音的两组外接音源(AUX)输入及混音。

4、符合工业规范的数字接口

标准12S以及PCM并支持可编程的耐隙(Time-Slot Assignment)；

两线(2－wire)，三线(3-wire)及四线(4－wire)式控制接口并可支持缓存器读取。

Samsung推出MLCC、钽电、Jnductor解决方案

1、MLCC-0805、0603、0402、0201、01005全系列MLCC。

2、Tantalum CAP：PCS、SCE、SCL、SCN、scs等全系列钽电。

3、Chip Inductor：0805、0603、0402等全系列Chip Inductor。

ViKing推出微欧姆及精密电阻解决方案

0805、0603、0402、0201全系列微欧姆精密电阻(5％、1％、0.1％、0.01％)。