高压大功率变频器的发展与应用

现代工业领域中，拥有大量的大功率风机、泵类设备，例如高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机、石化生产的压缩机，还有电力工业的给水泵、引风机，矿山的排水泵、排风扇以及城市供水泵等、这些设备的驱动电动机都是400～40000kW、3～10kV的大功率高压交流电动机，如果不用调速装置，将使电能造成很大的浪费。轧钢机、电力机车等也常用大功率高压电动机驱动或牵引，也需要调速装置来进行精确控制。据统计，高压电动机用电量占总的电动机用电量的2/3以上，因此开发和生产高压大功率变频器是十分必要的。

高压变频器和低压变频器实质上区别不大，在变频原理、机械特性与负载特性、控制技术、对周边电气设备的影响等方面基本上是相同的。只是由于开关器件的耐压、造价和谐波对周边设备影响较大等原因，开发了新的高压变频器主电路拓扑结构。此外因负载对动稳态的要求较高，故对PWM控制方法及控制技术等方面也有许多新的开发。

高压变频器按结构特点可分为两类结构方式：第一类为高-低-高式高压变频器，由降压变压器将电网高压降为市用低压（如400V），接入一般低压变频器变频，再经升压变压器升为高压，驱动高压电动机，包含了高、低、高三个环节，故称为高-低-高式高压变频器；第二类为高-高式高压变频器，变频器直接接到电网高压，变频后直接接到高压电动机，只有高、高两个环节，没有低压环节，故称为高-高式高压变频器。这类变频器又分开关器件串联式、钳位式和功率单元串联式三种高压变频器。所谓开关器件串联是指一般两电平变频器每个桥臂用两个或两个以上开关器件串联，以适应承受高压的需要。(www.xing528.com)

高压变频器按输出电平可分为两电平和多电平两类，两电平变频器输出只有两个电平，包括高-低-高式、开关器件串联式高压变频器；多电平变频器是指输出多于两电平的变频器，包括钳位式变频器和功率单元串联式变频器，其中三电平钳位式变频器应用最广，已于上一章中讲述。