| 近些年由于电力电子器件的不断发展和新的控制理论在变频技术上的应用，使变频器得到了迅猛的发展，也使交流调速系统发生了翻天覆地的变化，过去直流调速系统占统治地位的局面受到了猛列冲击，交流系统已经占据半壁江山，相信在不久的将来，交流调速系统就有可能完全取代直流调速系统。
目前，在交流调速系统中，变频器的种类纷繁复杂，可谓是百家争鸣，有通用变频器，有工程型变频器，有电压源型变频器，电流源型变频器，有高压变频器，有低压变频器等等。而且各个厂家的变频器的拓扑结构也各不相同，使用的功率器件也五花八门，在众多的变频器种类中，交交变频器是比较特殊的一个类型，因为它的线路结构特殊，变频原理特殊，应用场合特殊。作者所在的企业正好用到了交交变频，所以觉得有必要将将交交变频器的设备情况向大家作一介绍，希望对读者有所帮助。
交交变频器主要是应用于拖动大功率电机应用于大转矩、低转速的传动系统中.主要应用场合有可逆轧机、矿井提升机、水泥转窑等场合，本文介绍的就是在可逆初轧机上的应用，轧机为二辊750轧机，即轧辊的直径是750MM，轧机的转速要求是120转/分，轧制转矩要求为100T米，原轧机的电气传动系统采用的是旋转变流机组，由于系统陈旧，效率低、噪音大、故障率高、维护困难等原因改造成为交交变频的传动系统。
交交变频器又称为周波变流器，它主要的特点是不经过中间直流环节而把电网频率的交流电直接变成不同频率的交流电，它的电路以整流桥电路为基础而构件的，要想了解三相交交变频器的原理首先要从单相交交变频讲起。单相交交变频的电路如下图，它实际上就是可逆三相全控桥整流电路。
在整流电路中(以电感性负载为例）输出输入电压的函数关系为：Ｕ１＝1.35Ｕ２ＣＯＳα。在通常情况下，对整流电路中的输出电压Ｕ不会要求频繁变化值，即α不会频繁变化，但是交交变频电路中α的值在整流过程中是变化的，且在固定的周期内让正组桥Ｐ的α按正玄规律从９０度逐渐减小到０度，然后再丛０度增加至９０度，那么正组桥的输出电压就会按着正玄的规律逐渐增大再逐渐减小到零，这就形成了正玄波的上半部分，接着再对反组桥也按着这个方法控制，就形成了正玄波的下半部分，两段波合在一起就形成了完整的正玄波．实际上这条正玄波电压并不是平滑的，而是由若干段直流电压拼接而成的，这就是单相交交变频的基本原理，当然，由于实际电路中的负载并不是存电阻性的，所以在变换过程中还会有如逆变等较为复杂的过程发生，这里就不详细分析．三相交交变频电路是由三个单相变频电路组合而成的，在控制的时候让每个单相电路的输出波形相差１２０度电角度，就重新生成了一个大的三相交流电路．当然这只是一个较粗的原理，真正要想应用到实际中还要有一个很复杂的控制过程．从交交变频的原理可以看出，三相交交变频的电路中要有３６个可控功率元件，通常使用晶闸管，所以线路复杂设备会很庞大。普通变频器的输出电压最高也只能等于输入电压，而交交变频的输出电压的幅值可以比输入电压高，最高可以达到输入电压的1.35倍．但是它的输出频率不能很大，一般的最高也只能达到二十几赫兹．
轧机交交变频传动系统的概况：本套系统主要包括６３００ＫＶＡ的多副边绕组主变压器一台，４００ＫＶＡ的励磁用干式整流变压器一台，变频控制柜一套，３２５０ＫＷ同步电动机一台，由于系统要求变频器、变压器、电机配合性很强，考虑系统有很好的整体性，所以整套设备是从ＡＢＢ公司全套进口，系统的原理图如下：
主变压器的一次测电压为6、3ＫＶ，二次测电压为1000Ｖ，电动机额定电压1500Ｖ，额定电流１３０５Ａ，额定转速６０／１２０转／分,励磁额定电流478A,额定励磁电压157V，电机定子绕组采用的为Ｙ型接法，变频器三相输出也接为Ｙ型接法，正是电机采用Y型连接，故如果变频器的三相输入接于变压器的同一绕组上不能形成电流回路，所以系统采用了多副边绕组变压器.同步电机的励磁部分采用的是三相全控桥整流电路,励磁控制也包括在变频器内,变频器控制方法采用的是矢量控制,控制系统采用双编码器对电机的转速和转子位置进行检测.
变频器本体共由七面电气控制柜构成,其中风机柜一面,相位柜三面,控制柜两面,励磁柜一面,变频器由风机柜内两台风机集中冷却,各柜体中有一条空气通道将冷空气送到功率元件进行冷；.三面相位柜是变频器的主电路,主要用于安装功率元件,触发电路等；励磁柜为同步电机的励磁部分供电；控制柜是整个系统的心脏地带,它完成整个系统的控制,并能同外部建立连接。变频器同电机之间每相设有一台高速断路器,用于切断变频器同电机之间的主电路.
由于变频器内部高电压,大电流, 控制部分为了提高的抗干扰能力,采取控制功能模块化,结构集成化,各功能板之间除本地I/O外,相互联系完全采用DDCS通讯协议利用光纤通信等措施,通过这些措施保证了控制系统的可靠性,同时也使系统的控制脉络清晰,让人一目了然。整个控制系统共由8种29块控制板和外部信号处理部分构成。
控制系统的结构图如下:
各电路板的功能如下表
除以上变频器本身控制电路板外，变频器还配有用于过程信号控制及同外界联系的控制部分。这部分主要包括上位机光纤口；用于检测控制辅助设施的本地I/O，主要的控制对象有电机的风冷水冷系统、电机轴承液压系统、电机的保护信号、高速短路器的控制等，本地I/O通过总线模块TB820同AMC板建立起连；变频器还附带控制面板一块，通过控制面板可以实现变频器参数的设定、故障查询、状态显示；变频器还配有用于检测编码器数据的GRB和NTAC-02接口模板，其中GDR检测16位的绝对值编码器，NTAC-02检测脉冲编码器数据,系统还设置了上位控制器AC80，用于接受外部的启动停止等命令，RDR、NTAC-02、AC80通过一条串行总线连接到AMC主控制板上。
这套交交变频传动系统投入运行后，系统本身运行良好，故障率低，使轧机效率大幅提高，产生了很好的经济效益。但系统投入运行之出对电网产生了很大的冲击，测量谐波分量超标，后将加长了系统的斜坡时间并上了一套滤波装置才改善了电网质量，所以如果设计交交变频系统时，应将考虑这种大功率系统对电网的影响。
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