引言

在高壓變頻器中，為(wei) 解決(jue) 單元串聯多電平高壓變頻器中主控係統與(yu) 功率單元之間存在的強弱電隔離，及功率單元與(yu) 功率單元之間的電磁幹擾問題，提出了采用光纖連接方法實現功率驅動PWM信號的遠距離傳(chuan) 送。

背景

在冶金、化工、電力、市政供水和采礦等行業(ye) 廣泛應用的泵類負載，占整個(ge) 用電設備能耗的40%左右，電費在自來水廠甚至占製水成本的50%。這是因為(wei) ：一方麵，設備在設計時，通常都留有一定的餘(yu) 量；另一方麵，由於(yu) 工況的變化，需要泵機輸出不同的流量。

隨著市場經濟的發展和自動化，智能化程度的提高，采用高壓變頻器對泵類負載進行速度控製，不但對改進工藝、提高產(chan) 品質量有好處，又是節能和設備經濟運行的要求，是可持續發展的必然趨勢。對泵類負載進行調速控製的好處甚多。從(cong) 應用實例看，大多已取得了較好的效果(有的節能高達30%-40%)，大幅度降低了自來水廠的製水成本，提高了自動化程度，且有利於(yu) 泵機和管網的降壓運行，減少了滲漏、爆管，可延長設備使用壽命。

高壓變頻係統

圖1-高壓變頻框圖

單元串聯多電平PWM電壓源型變頻器，采用若幹個(ge) 低壓PWM變頻功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出，該變頻器對電網諧波汙染小，諧波輸入電流很低，輸入功率因數高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數補償(chang) 裝置。如以6kV的輸出電壓等級為(wei) 例（如圖2），電網電壓經過二次側(ce) 多重化的隔離變壓器降壓後向功率單元供電，功率單元為(wei) 三相輸入、單相輸出的交一直一交PWM電源型逆變器結構。將相鄰功率單元的輸出端串接起來，形成Y聯結構，實現變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機。

圖2-6kV變頻器的電路拓撲結構圖

圖3-功率單元原理圖

工業(ye) 光纖的應用

在高壓變頻係統中，我們(men) 認識到在控製單元櫃部分的信號主要是弱電，但整個(ge) 係統工作環境較為(wei) 惡劣、傳(chuan) 輸距離不確定（較遠），存在各種高壓電信號。如果采用純粹的銅線進行傳(chuan) 輸，則需要麵臨(lin) 各種幹擾、升壓、降壓、損耗大、易腐蝕等問題，從(cong) 而導致可靠性低、實用性低、資源浪費等結果。采用工業(ye) 光纖則很好的解決(jue) 上麵的各種問題，所以光纖通信必然會(hui) 成為(wei) 以後通信的主要方式。

係統信號傳(chuan) 輸示意圖：

圖4-光纖傳(chuan) 輸示意圖

工業(ye) 光纖通過將電信號轉變為(wei) 光信號的這個(ge) 方式，解決(jue) 了采用銅線傳(chuan) 輸中的變壓、損耗、幹擾等問題，其主要應用在控製櫃和變頻功率單元櫃的的通信。

圖5-光纖在高壓變頻器中的應用

圖5-光纖在高壓變頻器中的應用。

圖6-Avago光纖在變頻中的應用

HFBRX5XXZ係列光電收發器：

1、采用660nm波長的紅光進行傳(chuan) 輸.
2、包含40kBd到160MBd的速度範圍.
3、20m到1Km的距離範圍.
4、兼容標準的TTL電平

HFBRX5XXETZ是HFBRX5XXZ的升級版，它具備更高的溫度等級，-40---85℃，3.3V工作電壓，兼容IEEE802.3100Base-X和10Base-X.

我們(men) 可以通過他們(men) 的命名規則，找到適合的型號：

圖7 光電收發器的命名規則