【編者按】變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）朦舟、濾波、逆變（直流變交流）润邑、制動單元稽星、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成哄谆。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的褥民，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能洗搂、調(diào)速的目的消返，另外，變頻器還有很多的保護功能耘拇，如過流撵颊、過壓、過載保護等等惫叛。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高倡勇，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置嘉涌。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展妻熊，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題仑最，近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決扔役。

一帆喇、高壓變頻器的基本構(gòu)成：

1、高壓變頻器的構(gòu)成： 內(nèi)部是由十八個相同的單元模塊構(gòu)成亿胸，每六個模塊為一組馁雏，分別對應(yīng)高壓回路的三相，單元供電由移相切分變壓器進行供電国产。

2托俯、功率單元構(gòu)成： 功率單元是一種單相橋式變換器，由輸入切分變壓器的副邊繞組供電投沃。經(jīng)整流妖恨、濾波后由4個IGBT以PWM方法進行控制，產(chǎn)生設(shè)定的頻率波形绞艘。變頻器中所有的功率單元足沥，電路的拓撲結(jié)構(gòu)相同，實行模塊化的設(shè)計妈削。其控制通過光纖發(fā)送轿跌。來自主控制器的控制光信號，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換逮碾，送到控制信號處理器汪兢，由控制電路處理器接收到相應(yīng)的指令后，發(fā)出相應(yīng)設(shè)的IGBT的驅(qū)動信號辞槐，驅(qū)動電路接到相應(yīng)的驅(qū)動信號后掷漱，發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動電壓送到IGBT控制極，操作IGBT關(guān)斷和開通榄檬，輸出相應(yīng)波形卜范。功率單元中的狀態(tài)信息將被收集到應(yīng)答信號電路中進行處理，集中后經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換器變換鹿榜，以光信號向主控制器發(fā)送海雪。

二、高壓變頻器運行原理：

高壓變頻器的每個功率單元相當于一個三電平的二相輸出的低壓變頻器舱殿，通過疊加成為高壓三相交流電奥裸，變頻器中點與電動機中性點不連接，

變頻器輸出實際上為線電壓沪袭，由A相和B相輸出電壓產(chǎn)生的UAB輸出線電壓可達6000V湾宙，為25階梯波。如下圖所示冈绊，為輸出的線電壓和相電壓的階梯波形创倔，UAB不僅具有正弦波形而且臺階數(shù)也成倍增加，因而諧波成分及dV/dt均較小。

三却值、多電平單元串聯(lián)疊加高壓變頻器在運行：

將輸入的工頻的三相高壓交流電轉(zhuǎn)化為可以進行頻率可調(diào)節(jié)的三相交流電，其電壓和頻率按照V/F的設(shè)定進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)散氧，保持電機在不同的頻率下運行私闭，而定子磁心中的主磁通保持在額定水準，提高電機的轉(zhuǎn)換效率睬嘿。 在變頻器輸入側(cè)宽用，由于變頻器多個副邊繞組的均勻位移，如6KV輸出時共有+250盒器、+150跌缩、+50、-50攻睬、-150雀肠、-250共6種繞組，變頻器原邊電流中對應(yīng)的電流成分也相互均勻位移浅慎，構(gòu)成等效36脈動整流線路胁会，變流轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的諧波都相互抵消，湮滅抵蚊。工作時的功率因數(shù)達0.95以上施绎，不需要附加電源濾波器或功率因數(shù)補償裝置，也不會與現(xiàn)有的補償電容裝置發(fā)生諧振贞绳，對同一電網(wǎng)上運行的電氣設(shè)備沒有任何干擾谷醉。

四、高壓變頻器的性能特點：

1冈闭、應(yīng)用范圍： 調(diào)速范轉(zhuǎn)寬俱尼，可以從零轉(zhuǎn)速到工頻轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)進行平滑調(diào)節(jié)。 在大電機上能實現(xiàn)小電流的軟啟動拒秘，啟動時間和啟動的方式可以根據(jù)現(xiàn)場工況進行調(diào)整号显。 頻率的調(diào)整是根據(jù)電機在低頻下的壓頻比系數(shù)進行電壓和頻率的輸出，在低轉(zhuǎn)速下躺酒，電機不僅是發(fā)熱量低押蚤，而且輸入電壓低，將使電機絕緣老化速度降低羹应。

2揽碘、技術(shù)新穎 串聯(lián)多重化疊加技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了真正意義的高-高電力變換，無需降壓升壓變換脆逊，降低了裝置的損耗稀掠，提高了可靠性，解決了高壓電力變換的困難棒鞍。串聯(lián)多重化疊加技術(shù)的應(yīng)用還為實現(xiàn)純正弦波幽滤、消除電網(wǎng)諧波污染開辟了嶄新的途徑蓖搅。

移相變壓器

移相變壓器是單元串聯(lián)型多電平高壓大功率變頻器中的關(guān)鍵部件之一。

用低壓電力電子元件做高壓變頻器通常有兩種方法：一是用低壓元件直接串聯(lián)哼沃，另一種方法是用獨立的功率單元串聯(lián)翩汰，稱為單元串聯(lián)型多電平高壓大功率變頻器。后者因為比前者有更多的優(yōu)點而成為高壓大功率變頻器的主流床候。

以6kV變頻器為例：它的每相由6個獨立的溃耸、額定電壓為Ve=577V（峰值為816V）的低壓功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓為3464V線電壓可達6000V左右猩缺。每個功率單元承受全部輸出電流但只提供1/6相電壓和1/18的輸出功率发惭。每個功率單元分別由變壓器的一組二次繞組供電，功率單元之間以及變壓器二次繞組之間相互絕緣泣爷。

很明顯移相變壓器在該變頻器中起了兩個關(guān)鍵的作用：一是電氣隔離作用才能使各個變頻功率單元相互獨立從而實現(xiàn)電壓迭加串聯(lián)罩锐，二是移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。（理論上可以消除6n-1次以下的諧波, n為單元級數(shù)）

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