CN208623579U - 一种应用于大功率负载的调速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种应用于大功率负载的调速系统，包括原动机、电机、负载、变频器组件、网侧变压器、网侧变压器进线开关，所述原动机、电机和负载串联连接，所述网侧变压器和网侧变压器进线开关相连，其特征在于：所述调速系统还包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关，所述电机的定子绕组通过第一切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端通过第二切换开关连接所述网侧变压器进线开关，所述网侧变压器进线开关还通过第三切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端还通过第四切换开关连接所述电机的定子绕组。

Description

一种应用于大功率负载的调速系统

技术领域

本实用新型涉及一种调速系统，特别是公开一种应用于大功率负载的调速系统。

背景技术

在某些大功率负载的调速领域，驱动负载的原动机不是电机，而是汽轮机或内燃机等，典型的应用如利用抽汽背压式汽轮机BEST（Back pressure Extraction SteamTurbine）驱动给水泵。为了实现负载转速的调节，传统方法是调整原动机的输出功率实现系统转速的调节，如调节汽轮机的进汽阀门。然而汽轮机或内燃机在轻载时效率很低，在大功率应用场合会造成大量的能源浪费甚至环境污染等问题。为了提升系统在轻载时的效率，系统增加电机及四象限变频器。系统起机时，电机作为电动机运行，通过四象限变频器驱动电机至某一较低转速，然后由原动机拖动电机和负载运行，实现系统的起机功能。正常运行时，原动机调节阀门基本处于完全开启位置，不进行功率调节，电机作为发电机运行，通过调节发电机输出功率的大小实现系统转速的调节，发电机产生的电能通过四象限变频器回馈至电网。由于电机和四象限变频器在不同输出功率时效率都较高，而原动机始终处于高功率点附近运行，效率也比较高，使得调速系统的效率得以提升。然而，该方案中需要用到四象限变频器，高电压大功率的四象限变频器成本高昂，系统复杂，与传统方法相比，系统的稳定性也大大降低。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种应用于大功率负载的调速系统，通过四个切换开关和二象限变频器分时实现了四象限变频器的功能，实现了由电网供电驱动电机以及由电机供电输出并网发电的功能，具有结构简单、易于实现、成本低、效率高、可靠性高的优点。

本实用新型是这样实现的：一种应用于大功率负载的调速系统，包括原动机、电机、负载、变频器组件、网侧变压器、网侧变压器进线开关，所述原动机、电机和负载串联连接，所述网侧变压器和网侧变压器进线开关相连，其特征在于：所述调速系统还包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关，所述电机的定子绕组通过第一切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端通过第二切换开关连接所述网侧变压器进线开关，所述网侧变压器进线开关还通过第三切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端还通过第四切换开关连接所述电机的定子绕组。

所述变频器组件包括依次连接的输入变压器、变频器和输出滤波器单元，所述变频器为二象限变频器；所述输入变压器的原边为所述变频器组件的输入端，所述输入变压器的副边与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与所述输出滤波器单元的一端连接，所述输出滤波器单元的另一端为所述变频器组件的输出端。

当所述网侧变压器的副边绕组的漏抗足够大时（大于5%），所述变频器组件可以不配置输出滤波器单元，所述变频器组件包括相连的输入变压器和变频器，所述变频器为二象限变频器；所述输入变压器的原边为所述变频器组件的输入端，所述输入变压器的副边与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端为所述变频器组件的输出端。

所述变频器为电压源型变频器，所述变频器包括制动单元，所述制动单元并联连接在变频器的直流母线上，所述制动单元包括第五切换开关、制动电阻和二极管，所述制动电阻与二极管并联连接后的一端连接至所述变频器的负直流母线，所述制动电阻与二极管并联连接后的另一端与所述第五切换开关串联后连接至所述变频器的正直流母线。所述制动电阻和所述二极管并联后的组件作为整体，可以和所述第五切换开关的位置互换，只要二者形成串联就行。

所述输入变压器的原边设有一组绕组或两组绕组，当所述输入变压器的原边设有一组绕组时，该绕组设有一组抽头或两组抽头，当所述输入变压器的原边设有一组抽头时，这一组抽头为所述变频器组件的输入端；当所述输入变压器的原边设有两组抽头时，两组抽头分别为所述变频器组件的两个输入端，其中一组抽头连接第一切换开关，另一组抽头连接第三切换开关；所述输入变压器的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组。

当所述输入变压器的原边设有两组绕组时，两组绕组分别为所述变频器组件的两个输入端，其中一组绕组连接第一切换开关，另一组绕组连接第三切换开关；所述输入变压器的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组。

所述原动机、电机和负载通过机械轴串联连接，所述电机、变频器组件、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关之间的连接均通过电缆或铜排连接。

所述变频器组件为三相系统，所述变频器组件的输出电压等级为380V~35kV，输入电压等级为380V~35kV。

实际运行工况中，在利用汽轮机或内燃机等原动机直接驱动负载调速的应用场合，如利用抽汽背压式汽轮机驱动给水泵等应用，负载功率都很大，为了提升系统效率，汽轮机配有小发电机，汽轮机拖动给水泵的多余功率可通过小发电机发电并挂入厂用电网。此发电机仅在系统起机时作为电动机运行，正常调速时均是作为发电机运行的，发电机的运行状态不会频繁切换，而且正常调速时，调速范围不会很大，一般在100%~50%范围内。

本实用新型利用四个切换开关和二象限变频器分时实现了四象限变频器的功能，实现了由电网供电驱动电机以及由电机供电输出并网发电的功能，本实用新型结构简单、易于实现、成本低、效率高、可靠性高。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过四个切换开关和二象限变频器分时实现了四象限变频器的功能，实现了由电网供电驱动电机以及由电机供电输出并网发电的功能，具有结构简单、易于实现、成本低、效率高、稳定可靠的优点。本实用新型中使用的变频器为二象限变频器，二象限变频器的效率较四象限变频器的效率更高，使得调速系统的效率进一步提升，而且由于整流二极管的故障率较IGBT等功率开关器件的故障率低很多，本实用新型在稳定性和抑制转速飞升故障方面较采用四象限变频器的方案更有优势。

附图说明

图1是现有大功率负载调速系统的结构示意简图。

图2是本实用新型的方框结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的结构示意图。

图4是本实用新型实施例2的结构示意图。

图5是本实用新型实施例3的结构示意图。

图6是本实用新型变频器的制动单元的结构示意图。

图7是本实用新型输入变压器的原边设有一组绕组，该绕组设有一组抽头时其三相中的一相的结构示意图。

图8是本实用新型输入变压器的原边设有一组绕组，该绕组设有两组抽头时其三相中的一相的结构示意图。

图9是本实用新型输入变压器的原边设有两组绕组时其三相中的一相的结构示意图。

图中：1、原动机； 2、电机； 3、负载；

4、变频器组件； 41、输入变压器； 42、变频器； 43、输出滤波器单元； 421、制动单元；

5、第一切换开关； 6，第二切换开关； 7，第三切换开关； 8、第四切换开关； 9，网侧变压器进线开关； 10，网侧变压器； 11、第六切换开关； 12、第七切换开关； p1、第一变压器原边绕组； p2、第二变压器原边绕组。

具体实施方式

根据附图1，现有的大功率负载调速系统包括原动机1、电机2、负载3、变频器组件4、网侧变压器10、网侧变压器进线开关9、第六切换开关11和第七切换开关12，所述原动机1、电机2和负载3串联连接，所述电机2的定子绕组通过所述第六切换开关11连接变频器组件4的输出端，所述变频器组件4的输入端通过所述第七切换开关12连接网侧变压器进线开关9的一端，所述网侧变压器进线开关9的另一端连接至网侧变压器10的副边绕组。所述变频器组件4包括相连的输入变压器41和变频器42，所述输入变压器41连接所述第七切换开关12，所述变频器42连接所述第六切换开关11，所述变频器42为四象限变频器，所述第七切换开关12为变频器组件4的输入开关，所述第六切换开关11为变频器组件4的输出开关，根据系统配置的不同，所述第七切换开关12和第六切换开关11为可选部件。

所述原动机1、电机2和负载3通过机械轴串联连接，所述电机2、变频器组件4、第六切换开关11和第七切换开关12之间的连接均通过电缆或铜排连接。

系统起机前，所述网侧变压器进线开关9、第七切换开关12和第六切换开关11均处于闭合状态，系统起机时，电机2作为电动机运行，通过四象限变频器驱动电机2至某一较低转速，然后由原动机1拖动电机2和负载3运行，实现系统的起机功能。系统正常运行时，原动机1始终运行于高功率点附近，电机2作为发电机运行，通过四象限变频器调节电机2的输出功率大小来实现系统转速的调节，电机2产生的电能通过四象限变频器回馈至电网。

由于电机2和变频器42在不同输出功率时效率都较高，而原动机1始终处于高功率点附近运行，效率也比较高，使得整个调速系统的效率得以提升，然而，该方案中需要用到四象限变频器，高电压大功率的四象限变频器成本高昂，系统复杂，与传统大功率负载系统转速的调节方法相比，系统的稳定性也大大降低。

根据附图2，本实用新型为一种应用于大功率负载的调速系统，包括原动机1、电机2、负载3、变频器组件4、网侧变压器10、网侧变压器进线开关9、第一切换开关5、第二切换开关6、第三切换开关7和第四切换开关8，所述原动机1、电机2和负载3串联连接，所述网侧变压器10和网侧变压器进线开关9相连；所述电机2的定子绕组通过第一切换开关5连接所述变频器组件4的输入端，所述变频器组件4的输出端通过第二切换开关6连接所述网侧变压器进线开关9，所述网侧变压器进线开关9还通过第三切换开关7连接所述变频器组件4的输入端，所述变频器组件4的输出端还通过第四切换开关8连接所述电机2的定子绕组。根据系统配置的不同，所述网侧变压器进线开关9可以省去，其功能由所述第二切换开关6或第三切换开关7实现。

所述原动机1、电机2和负载3通过机械轴串联连接，所述电机1、变频器组件4、第一切换开关5、第二切换开关6、第三切换开关7和第四切换开关8之间的连接均通过电缆或铜排连接。

所述变频器组件4为三相系统，所述变频器组件4的输出电压等级为380V~35kV，输入电压等级为380V~35kV。

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

根据附图3结合附图2，本实施例包括原动机1、电机2、负载3、变频器组件4、网侧变压器10、网侧变压器进线开关9、第一切换开关5、第二切换开关6、第三切换开关7和第四切换开关8，所述原动机1、电机2和负载3串联连接，所述网侧变压器10和网侧变压器进线开关9相连；所述电机2的定子绕组通过第一切换开关5连接所述变频器组件4的输入端，所述变频器组件4的输出端通过第二切换开关6连接所述网侧变压器进线开关9，所述网侧变压器进线开关9还通过第三切换开关7连接所述变频器组件4的输入端，所述变频器组件4的输出端还通过第四切换开关8连接所述电机2的定子绕组。根据系统配置的不同，所述网侧变压器进线开关9可以省去，其功能由所述第二切换开关6或第三切换开关7实现。

所述原动机1、电机2和负载3通过机械轴串联连接，所述电机1、变频器组件4、第一切换开关5、第二切换开关6、第三切换开关7和第四切换开关8之间的连接均通过电缆或铜排连接。

所述变频器组件4为三相系统，所述变频器组件4的输出电压等级为380V~35kV，输入电压等级为380V~35kV。

所述变频器组件4包括依次连接的输入变压器41、变频器42和输出滤波器单元43，所述输入变压器41的原边为所述变频器组件4的输入端，所述输入变压器41的副边与所述变频器42的输入端连接，所述变频器42的输出端与所述输出滤波器单元43的一端连接，所述输出滤波器单元43的另一端为所述变频器组件4的输出端。

所述变频器组件4为三相系统，所述变频器42为二象限变频器，所述输出滤波器单元43一般为LC/LCL滤波器或其他可以实现滤波功能的低通滤波器，在最简单的情况下为电抗器。所述输出滤波器单元43的功能是滤除变频器42输出的高频分量，主要是为了防止变频器42并网发电时，对电网造成谐波污染，输出滤波器单元43同时作为并网时变频器输出和电网之间的换流部件。正常驱动电机时，输出滤波器单元43会有电压降，在某些情况下，为了避免此压降，所述输出滤波器单元43还包含旁路开关，用来将滤波器短接。

系统起机前，所述网侧变压器进线开关9、第三切换开关7和第四切换开关8均处于闭合状态，所述第一切换开关5和第二切换开关6均处于断开状态，所述变频器42的输入端通过输入变压器41、第三切换开关7、网侧变压器进线开关9和网侧变压器10连接至电网，所述变频器42的输出端通过输出滤波器单元43和第四切换开关8连接至电机2，电机2作为电动机运行，系统起机时，通过变频器42驱动电机2至某一较低转速，然后变频器42停止运行，由原动机1拖动电机2和负载3运行，实现系统的起机功能。系统正常运行时，所述网侧变压器进线开关9、第一切换开关5和第二切换开关6均处于闭合状态，所述第三切换开关7和第四切换开关8均处于断开状态，所述变频器42的输入端通过所述输入变压器41和第一切换开关5连接至所述电机2，所述变频器42的输出端通过所述输出滤波器单元43、第二切换开关6、网侧变压器进线开关9和网侧变压器10连接至电网，电机2作为发电机运行。所述变频器42的输入电压工作范围大于所述电机2的发电电压范围（一般为额定电压的100%~50%），确保系统在调速过程中所述变频器42可以正常运行。所述变频器42 还能实现在发电机输出电压达到有效调速范围对应的输出下限时，变频器仍有足够的输出电压，实现并网及回馈功能，例如，所述变频器42采用功率单元串联多电平拓扑结构，可以通过增加每相串联功率单元个数来实现低输入电压时仍能实现高的输出电压，实现并网及回馈功能。

正常运行时，原动机1始终运行于高功率点附近，电机2始终作为发电机运行，所述电机2产生的电能通过变频器42回馈至电网，通过调节所述变频器42的输出功率实现系统转速的调节。由于电机2和变频器42在不同输出功率时效率都较高，而原动机1始终处于高功率点附近运行，效率也比较高，使得整个调速系统的效率得以提升。

根据附图6，所述变频器42为电压源型变频器，所述变频器42包括制动单元421，所述制动单元421并联连接在所述变频器42的直流母线上，所述制动单元421包括第五切换开关T1、制动电阻R1和二极管D1，所述制动电阻R1与二极管D1并联连接后的一端连接至所述变频器42的负直流母线DC-，所述制动电阻R1与二极管D1并联连接后的另一端与所述第五切换开关T1串联后连接至所述变频器42的正直流母线DC+，所述第五切换开关T1一般为IGBT等电力电子切换开关或其他能实现开关功能的机械开关。根据系统配置情况的不同，所述制动单元421为可选部件。所述制动电阻R1和二极管D1并联后的组件作为整体，可以和所述第五切换开关T1的位置互换，只要二者形成串联就行。

在正常调速时，当电网故障或变频器功率单元逆变侧故障时，所述电机2无法向电网回馈能量，会导致轴系功率平衡打破。如果原动机1调节输出功率的装置，如汽轮机的进汽阀等响应较慢，且系统的转动惯量相对较小时，会导致系统转速瞬时飞升，造成安全事故。为了防止上述事故的产生，变频器42需要配置制动单元421，在电网或变频器逆变侧故障时，所述制动单元421能使第五切换开关T1导通并吸收电机2的发电能量，抑制瞬时的转速飞升，为进汽阀等的调节争取一定的时间。如果所述原动机1可以快速调节输出功率的大小或者系统的转动惯量较大，在所述电机2无法向电网回馈能量时，原动机1可以及时调节输出功率从而抑制系统转速的飞升，则所述制动单元421可以取消。所述变频器42为二象限变频器，由于整流二极管的故障率较IGBT等功率开关器件的故障率低很多，本实用新型在抑制转速飞升故障方面较采用四象限变频器的方案更有优势。

根据附图7，其为输入变压器41的原边设有一组绕组，该绕组设有一组抽头时其三相中的一相的结构示意图，其余二相类似，三相对称；所述输入变压器41的原边设有一组绕组，为第一变压器原边绕组p1，N为三相中心点，vp1为三相中的一相的接入点（原边除了星形连接，也可以采用延边三角形结构，vp1对应每相的延边三角形外部抽头或三角形内部抽头），所述输入变压器41的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组，若干组绕组分别为s1,s2…sn，在附图7中示意为单相，实际各个副边绕组通常为三相，采用星形、三角形或延边三角形结构组合，不同副边形成相位差，实现多重化，达到原边谐波电流抵消功能。电网或电机的额定伏秒定义为各自额定电压与各自额定频率的比值。电网的额定伏秒和所述电机2的额定伏秒一致时，所述输入变压器41的作用为：隔离和降压，实现变频器多脉冲整流，减小变频器输入谐波，所述输入变压器41的原边只需要设置一组绕组，该绕组设有一组抽头，绕组电压等级满足电网额定电压和电机额定电压中较高者的要求。

实施例2：

根据附图4结合附图8，由于存在输入变压器41，电机2的额定伏秒和电网的额定伏秒可以不一致，电网或电机的额定伏秒定义为各自额定电压与各自额定频率的比值，当电网的额定伏秒与电机2的额定伏秒不一致时，所述变频器组件4中的输入变压器41的原边设有两组抽头，该两组抽头所对应的线圈匝数分别对应电网的额定伏秒和电机2的额定伏秒，对应于电网额定伏秒的一组抽头连接至第三切换开关7，对应于电机额定伏秒的另一组抽头连接至第一切换开关5。

根据附图8，其为输入变压器41的原边设有一组绕组，该绕组设有两组抽头时其三相中的一相的结构示意图，其余二相类似，三相对称；所述输入变压器41的原边设有一组绕组，为第一变压器原边绕组p1，N为三相中心点，vp1和vp2为三相中的一相的两个接入点（原边除了星形连接，也可以采用延边三角形结构，vp1、vp2对应每相的延边三角形外部抽头或三角形内部抽头），所述输入变压器41的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组，若干组绕组分别为s1,s2…sn，在附图8中示意为单相，实际各个副边绕组通常为三相，采用星形、三角形或延边三角形结构组合，不同副边形成相位差，实现多重化，达到原边谐波电流抵消功能。

电网的额定伏秒和所述电机2的额定伏秒不一致时，所述输入变压器41的作用为：1、隔离和降压，实现变频器多脉冲整流，减小变频器输入谐波；2、确保变压器连接电网和电机二种情况下，变压器一次绕组的工作匝数（vp1和N之间，或vp2和N之间）和接入点的额定伏秒基本成正比，其目的是确保输入变压器在连接电网和电机二种额定工况下，变压器铁芯的磁通基本一致，都维持在额定磁通附近。输入变压器41的原边设置一组绕组，该绕组设有两组抽头，形成两个接入点vp1和vp2，分别连接至所述第三切换开关7和第一切换开关5，对应绕组的电压等级还要分别满足电网额定电压和电机额定电压的要求。在附图8中，vp1和N之间对应的匝数多于vp2和N之间的匝数，实际根据电网额定伏秒和所述电机2额定伏秒的大小情况，vp1和N之间对应的匝数可以少于vp2和N之间的匝数。

其他同实施例1。

实施例3：

根据附图4结合附图9，当电网的额定伏秒与电机2的额定伏秒不一致时，所述变频器组件4中的输入变压器41的原边设有两组绕组，该两组绕组所对应的线圈匝数分别对应电网的额定伏秒和电机2的额定伏秒，对应于电网额定伏秒的一组绕组连接至第三切换开关7，对应于电机额定伏秒的另一组绕组连接至第一切换开关5。

根据附图9，其为输入变压器41的原边设有两组绕组时其三相中的一相的结构示意图，其余二相类似，三相对称；所述输入变压器41的原边设有两组绕组，分别为第一变压器原边绕组p1和第二变压器原边绕组p2，N1为第一变压器原边绕组p1的三相中心点，N2为第二变压器原边绕组p2的三相中心点，vp1为第一变压器原边绕组p1三相中的一相的接入点，vp2为第二变压器原边绕组p2三相中的一相的接入点（原边除了星形连接，也可以采用延边三角形结构，vp1、vp2对应每相的延边三角形外部抽头或三角形内部抽头），所述输入变压器41的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组，若干组绕组分别为s1,s2…sn，在附图9中示意为单相，实际各个副边绕组通常为三相，采用星形、三角形或延边三角形结构组合，不同副边形成相位差，实现多重化，达到原边谐波电流抵消功能。

电网的额定伏秒和所述电机2的额定伏秒不一致时，所述输入变压器41的作用为：1、隔离和降压，实现变频器多脉冲整流，减小变频器输入谐波；2、确保变压器连接电网和电机二种情况下，变压器一次绕组的工作匝数（vp1和N1之间，或vp2和N2之间）和接入点的额定伏秒基本成正比，其目的是确保输入变压器在连接电网和电机二种额定工况下，变压器铁芯的磁通基本一致，都维持在额定磁通附近。输入变压器41的原边设置两组绕组，形成两个接入点vp1和vp2，分别连接至所述第三切换开关7和第一切换开关5，对应绕组的电压等级还要分别满足电网额定电压和电机额定电压的要求。

其他同实施例1。

实施例4：

根据附图5，当所述网侧变压器10的副边绕组的漏抗足够大时（大于5%），所述变频器组件4不需要配置输出滤波器单元43，所述变频器组件4包括相连的输入变压器41和变频器42，所述变频器42为二象限变频器；所述输入变压器41的原边为所述变频器组件4的输入端，所述输入变压器41的副边与所述变频器42的输入端连接，所述变频器42的输出端为所述变频器组件4的输出端。

系统起机前，所述网侧变压器进线开关9、第三切换开关7和第四切换开关8均处于闭合状态，所述第一切换开关5和第二切换开关6均处于断开状态，所述变频器42的输入端通过输入变压器41、第三切换开关7、网侧变压器进线开关9和网侧变压器10连接至电网，所述变频器42的输出端通过第四切换开关8连接至电机2，电机2作为电动机运行，系统起机时，通过变频器42驱动电机2至某一较低转速，然后变频器42停止运行，由原动机1拖动电机2和负载3运行，实现系统的起机功能。系统正常运行时，所述网侧变压器进线开关9、第一切换开关5和第二切换开关6均处于闭合状态，所述第三切换开关7和第四切换开关8均处于断开状态，所述变频器42的输入端通过所述输入变压器41和第一切换开关5连接至所述电机2，所述变频器42的输出端通过所述第二切换开关6、网侧变压器进线开关9和网侧变压器10连接至电网，电机2作为发电机运行。

其他同实施例1。

本实用新型通过四个切换开关和二象限变频器分时实现了四象限变频器的功能，实现了由电网供电驱动电机以及由电机供电输出并网发电的功能，具有结构简单、易于实现、成本低、效率高、稳定可靠的优点。本实用新型中使用的变频器为二象限变频器，二象限变频器的效率较四象限变频器的效率更高，使得调速系统的效率进一步提升，而且由于整流二极管的故障率较IGBT等功率开关器件的故障率低很多，本实用新型在稳定性和抑制转速飞升故障方面较采用四象限变频器的方案更有优势。

上述具体实施例仅是本实用新型的较佳实施例，用于对本实用新型作详细解释，而并非是对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员显然可以根据本实用新型公开的内容对具体实施方式作各种等同修改、变化和替换，这些等同修改、变化和替换都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围以本案权利要求书的描述为准。

Claims (8)

1.一种应用于大功率负载的调速系统，包括原动机、电机、负载、变频器组件、网侧变压器、网侧变压器进线开关，所述原动机、电机和负载串联连接，所述网侧变压器和网侧变压器进线开关相连，其特征在于：所述调速系统还包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关，所述电机的定子绕组通过第一切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端通过第二切换开关连接所述网侧变压器进线开关，所述网侧变压器进线开关还通过第三切换开关连接所述变频器组件的输入端，所述变频器组件的输出端还通过第四切换开关连接所述电机的定子绕组。

2.根据权利要求 1 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述变频器组件包括依次连接的输入变压器、变频器和输出滤波器单元，所述变频器为二象限变频器；所述输入变压器的原边为所述变频器组件的输入端，所述输入变压器的副边与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与所述输出滤波器单元的一端连接，所述输出滤波器单元的另一端为所述变频器组件的输出端。

3.根据权利要求 1 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述变频器组件包括相连的输入变压器和变频器，所述变频器为二象限变频器；所述输入变压器的原边为所述变频器组件的输入端，所述输入变压器的副边与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端为所述变频器组件的输出端。

4.根据权利要求 2或3 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述变频器为电压源型变频器，所述变频器包括制动单元，所述制动单元并联连接在变频器的直流母线上，所述制动单元包括第五切换开关、制动电阻和二极管，所述制动电阻与二极管并联连接后的一端连接至所述变频器的负直流母线，所述制动电阻与二极管并联连接后的另一端与所述第五切换开关串联后连接至所述变频器的正直流母线。

5.根据权利要求 2或3 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述输入变压器的原边设有一组绕组，该绕组设有一组抽头或两组抽头，当所述输入变压器的原边设有一组抽头时，这一组抽头为所述变频器组件的输入端；当所述输入变压器的原边设有两组抽头时，两组抽头分别为所述变频器组件的两个输入端，其中一组抽头连接第一切换开关，另一组抽头连接第三切换开关；所述输入变压器的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组。

6.根据权利要求 2或3 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述输入变压器的原边设有两组绕组，两组绕组分别为所述变频器组件的两个输入端，其中一组绕组连接第一切换开关，另一组绕组连接第三切换开关；所述输入变压器的副边设有若干组绕组，若干组绕组的数量为1~60组。

7.根据权利要求 1 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述原动机、电机和负载通过机械轴串联连接，所述电机、变频器组件、第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关和第四切换开关之间的连接均通过电缆或铜排连接。

8.根据权利要求 1 所述的一种应用于大功率负载的调速系统，其特征在于：所述变频器组件为三相系统，所述变频器组件的输出电压等级为380V~35kV，输入电压等级为380V~35kV。