高壓變頻主路分析及其用引目前，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，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來來一直難于解決的高壓?jiǎn)栴}年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也越來越為廣范，這為工礦企業(yè)高效、合理地利用能尤其是電能提了技術(shù)先決條件幾種常用高壓變頻器的主電路分析單串聯(lián)多重化電壓源型高壓頻器單元串聯(lián)多重化電壓源型高壓變頻器利用低壓?jiǎn)蜗嘧冾l器串聯(lián)，彌補(bǔ)功率器件耐壓能力的不足。所謂多重化，就是每相由幾個(gè)低壓功率單元串聯(lián)組成，各功率單元由一個(gè)多繞組的移相隔離變壓器供電，用高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制和以光導(dǎo)纖維隔離驅(qū)動(dòng)。但其存在以下缺點(diǎn)：使的功率單元及功率器件數(shù)量太多系統(tǒng)要使用只率器件二極管，只，裝置的體積太大，重量大，安裝置和基建投資成問所高壓電纜太多，系統(tǒng)的內(nèi)無形中增大，接線太多，故障點(diǎn)相應(yīng)的增一單元損壞時(shí)元旁路此時(shí)輸出電壓不平衡中心點(diǎn)的電壓是浮動(dòng)的，造成電壓、電流不平衡，從而諧波也相應(yīng)的增大，勉強(qiáng)運(yùn)行時(shí)終究導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的損輸電壓波形在額定負(fù)載時(shí)尚好，低于以畸變突出輸電壓波形額定負(fù)載時(shí)尚好，低于以畸變突出由系統(tǒng)中存在變壓器，系統(tǒng)效率再提高不容易實(shí)移變壓器中三相繞組時(shí)需12繞組延三角形接法，在三相電壓不平實(shí)上三相電壓是不可能絕對(duì)平衡時(shí)產(chǎn)生的部環(huán)流，必將引起內(nèi)阻的增和電流的損耗，也相應(yīng)的就造成了變壓器的銅損增大時(shí)加上變壓器的鐵芯的固有損耗壓器的效率就會(huì)降低，也就影響了整個(gè)高壓變頻器的效率。這種情況在越低于額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，越是顯著時(shí)，變壓器有近個(gè)頭、近百根電纜。在額定負(fù)荷時(shí)效率可達(dá)，在輕負(fù)時(shí)，效率低于。中點(diǎn)鉗位三電平頻器該系列變頻器采用傳統(tǒng)的電壓型變頻器結(jié)構(gòu)。中性點(diǎn)鉗位三電平P變頻器的逆變部分采傳統(tǒng)的三電平方，所以輸出波形中會(huì)不可避免地產(chǎn)生比較大的諧波分量，這是三電平逆變方式所固有的。因此在變頻器的輸出側(cè)必須配置輸出濾器才能用于普通的鼠籠型電機(jī)同由于諧的原因電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率甚壽命都會(huì)受到一定的影響只在額定工況點(diǎn)才達(dá)到最佳的工作狀態(tài)隨著轉(zhuǎn)速的下降功率因數(shù)和效率都會(huì)相應(yīng)降低。多電平多化高壓變頻器。多電多化高壓變頻器的本意是想解決高壓耐壓有限的問題，但此種方式，不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且降低了多重化冗余性能好和三電平結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。因此此類變頻器實(shí)際上并不可取。此類型變頻器的性能價(jià)格優(yōu)勢(shì)并不大，與其同時(shí)采用多電平和多重化兩種技術(shù)，還不如采用前面提到的高壓的重化變頻器或者三電平變頻器。流源型高壓變頻器

功率器件直接串聯(lián)的電流源型高壓變頻器是在線路中串聯(lián)大電感，再將或、等開關(guān)速度較慢的功率器件直接串聯(lián)構(gòu)成的。這種方式雖然使用功率器件少、易于控制電流，但是沒有真正解決高壓功率器件的串聯(lián)問題。因?yàn)榧词构β势骷霈F(xiàn)故障，由于大電感的限流作用受到限制，功率器件雖不易損壞但帶來的問題對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重率因數(shù)低并電流源型高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓及電機(jī)負(fù)載的變化敏感，無法做成真正的通用型產(chǎn)品。電流源型高壓變頻器是最早的產(chǎn)品，但凡是電壓型變頻器到達(dá)的地方，它都被迫退出，因?yàn)樵诮?jīng)濟(jì)上、技術(shù)上，它都明顯處于劣勢(shì)。直接串的接壓頻主路簡(jiǎn)介圖直串聯(lián)高壓變頻如圖所，圖中系統(tǒng)由電網(wǎng)高壓直接經(jīng)高壓斷路器進(jìn)入變頻器，經(jīng)過高壓二極管全橋整流、直流平波電抗器和電容濾波，再通過逆變器進(jìn)行逆變，加上正弦波濾波器，簡(jiǎn)單易行地實(shí)現(xiàn)高壓變頻輸出，直接供給高壓電動(dòng)機(jī)。功率器件直串聯(lián)的二電電壓型高變頻器是采用變頻器已有的成熟技術(shù)用獨(dú)特而簡(jiǎn)單的控制技術(shù)功設(shè)計(jì)出的一種無輸入輸出變壓器直串聯(lián)逆變、輸出效率達(dá)的壓調(diào)速系統(tǒng)。對(duì)于需要快速制動(dòng)的場(chǎng)合，采用直流放電制動(dòng)裝置，如圖所：圖有直流放電制動(dòng)裝置的直串聯(lián)高壓變頻器主電路圖如果需要四象限運(yùn)行，以及需要能量回饋的場(chǎng)合輸電源側(cè)短路容量較小時(shí)，也可采用如圖所的整電路，使輸入電也真正實(shí)現(xiàn)完美正弦波。

圖具能量回饋和四象限運(yùn)行的直接串聯(lián)高壓變頻器主電路圖直串聯(lián)高壓變頻器、電、電流輸出波形及諧波圖：

核關(guān)鍵技術(shù)高功率器件的串聯(lián)技術(shù)根據(jù)查新，世界各均未生產(chǎn)出直串聯(lián)的高壓變頻器。原因正如一些權(quán)威人士所言是能聯(lián)的。因?yàn)殚_關(guān)時(shí)間短，微秒級(jí)，很難保證所有管子串聯(lián)同時(shí)開關(guān)。否則有的早開，所有的電壓都來加在晚開的管子上，那么這個(gè)管子加上，能燒掉，一燒一串，可能串聯(lián)正波技術(shù)高壓電機(jī)對(duì)變頻器的輸出電壓波形有嚴(yán)格的要求，是業(yè)內(nèi)人士都知道的常識(shí)。解決變頻器輸出電壓波形，從兩方面著是優(yōu)化形二是研制出特種濾波器。

過去一些人認(rèn)為三電平的電壓波形一定優(yōu)于二電平，今后就是低壓變頻也應(yīng)采用三電平，種說法可能太全面。三電平的總諧波含量可能低于二電平，但由于三電平的11次次波含量特別高，處理起來特別困難，二電平只要波形優(yōu)化得好次以下的諧波皆可大大降低。而對(duì)次以上的諧波濾波自然容易得多人們使用三電平是為避免器件串聯(lián)的困難，不得已而為之。抗模電壓技術(shù)僅解決串聯(lián)，并不能甩掉輸入變壓器。原因在于共模電壓的存在。在低壓變頻器領(lǐng)域近來發(fā)現(xiàn)的電軸承損壞模電壓就是影響之一在壓變頻器的領(lǐng)域中，共模電壓更是必須解決的關(guān)鍵問題之一。共模電也叫零序電，指電動(dòng)機(jī)定子繞組的中心點(diǎn)和地之間的電壓。共模電壓也是對(duì)外產(chǎn)生干擾的原因，特別是長(zhǎng)線傳輸設(shè)備。無論是電流源還是電壓源變頻器產(chǎn)生共模電壓是必然的。技術(shù)人員根據(jù)共模電壓產(chǎn)生的機(jī)理，采取堵疏的辦法將共模電壓消滅在變頻器內(nèi)部。由于采用了上述三項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)直接高壓頻器的效率達(dá)到以上。輸出電壓正弦化、共模電壓最小化。適用于任何異步電機(jī)、同步電機(jī)，無需降容使用，幾的長(zhǎng)線傳輸無問題。對(duì)于傳輸距離太時(shí)應(yīng)考慮線路電壓補(bǔ)償。如提高電壓或增大導(dǎo)線截面等。系統(tǒng)特：電等級(jí)為系自帶專門設(shè)計(jì)的高壓開關(guān)柜，與本身高壓變頻器高安全配套，并含工頻切換裝置和電子式真空斷中文操作界面基于操平臺(tái)彩液晶觸摸屏便于就地監(jiān)控、設(shè)定參數(shù)、選擇功能和調(diào)置可程控制器，易于改變和擴(kuò)展控制邏輯關(guān)高主電路與低壓控制電路采用纖傳輸，安全隔離，使得系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)控電路通訊方采用全數(shù)字化通;系的流單元、逆變單元設(shè)計(jì)，選用組合模塊化積木結(jié)構(gòu)，整機(jī)占地面積小、重量輕，便于安裝、維;裝可在本機(jī)上操作可現(xiàn)遠(yuǎn)距離外控備完善便操作功能選;系具有標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)通訊接口可便的與戶系或工控系統(tǒng)組態(tài)建立整個(gè)系統(tǒng)的工作站，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的自動(dòng)化控制程，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工控系統(tǒng)的全閉環(huán)監(jiān)控，從而獲得更加完善的、可靠自動(dòng)化運(yùn)具全面的故障監(jiān)測(cè)、可靠的故障報(bào)警保護(hù)功;輸功率因數(shù)高，輸出電壓諧波含量小，無需功率因數(shù)補(bǔ)償和諧波抑制輸電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波形電纜和電動(dòng)機(jī)的絕緣無損輕電動(dòng)機(jī)的軸承和葉片等機(jī)部分震動(dòng)和磨損延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命，輸出至電動(dòng)機(jī)的線纜長(zhǎng)度可達(dá)采獨(dú)特的抗共模電壓技術(shù)，使系模壓，無需再提電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)，無需專用電機(jī)易實(shí)現(xiàn)能量回饋和四象限運(yùn)并直接引出直流進(jìn)直流輸電

對(duì)戶的高壓異步電動(dòng)機(jī)無任何特殊要求但適用于新舊異步電動(dòng)機(jī)適用于同步電動(dòng)機(jī)。5.應(yīng)用例直串聯(lián)高壓變頻器在煉廠沖渣泵上的應(yīng)用應(yīng)概況永峰鋼廠是萊鋼集團(tuán)公司的一個(gè)主要生產(chǎn)廠，負(fù)責(zé)公司所需鐵水和鐵塊冶煉。高爐冶煉鐵水過程中產(chǎn)生大量的熔渣，通常是用大流量的中壓水將其降溫并沖，同時(shí)輸送到水渣池回收作煉鐵生產(chǎn)的產(chǎn)品高爐生產(chǎn)是不間斷的一情況下每天出鐵次，在高爐出鐵前、后各放一次渣，兩次出渣時(shí)間約，此時(shí)間內(nèi)要求水沖渣系統(tǒng)的水泵滿負(fù)荷工作，其余時(shí)間水泵只需保持約水量防止管道堵塞即可高使用型沖渣泵原系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動(dòng)前管道進(jìn)出水閥門關(guān)閉動(dòng)閥門開度約機(jī)組全速運(yùn)行電電壓電機(jī)運(yùn)行電流功因數(shù)耗功率。不需沖渣水時(shí)通過調(diào)節(jié)閥門在來節(jié)水流此時(shí)電機(jī)電流，電功率，一方面導(dǎo)致大量的節(jié)能損失另方面頻繁操作閥門致其使用壽命大大降低增加了停產(chǎn)更換閥門的時(shí)間，為此公司決定對(duì)高沖渣泵進(jìn)行改造。改方案由電機(jī)轉(zhuǎn)速公式可知只要改電機(jī)的頻率就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓大功率變頻器通過控制絕柵雙極型電力場(chǎng)效應(yīng)的通關(guān)斷，使輸出頻率連續(xù)可調(diào)。而且是隨著頻率的變化，輸出電流、電壓、功率都將發(fā)生變化，即負(fù)荷大時(shí)轉(zhuǎn)速大，輸出率大，荷小時(shí)轉(zhuǎn)速小，輸出功率也小。由流體力學(xué)：：、、可知當(dāng)泵機(jī)低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)節(jié)電為：〔〕可見，通過變頻改造，沖渣泵流量、力H及功率都發(fā)生較的改，不但節(jié)能而且大大提高了設(shè)備運(yùn)行性能據(jù)渣泵的實(shí)際特性對(duì)其進(jìn)行了具體改造渣泵在沖渣時(shí)工作在在不沖渣時(shí)工作在，慮到藝對(duì)調(diào)速精度要求不是很高，本系統(tǒng)只采用開環(huán)控制并在高爐值班室操作，需沖渣時(shí)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)一的號(hào)，電機(jī)高速運(yùn)行，不需沖渣時(shí)將此信號(hào)取消，電機(jī)低速運(yùn)行，取得了很好的節(jié)能效果。改后的系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況根據(jù)18個(gè)的運(yùn)行經(jīng)反復(fù)多種測(cè)試各運(yùn)行參數(shù)一直正常變頻器質(zhì)量性能良好，安全可靠，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要諧抑制效果良好。電壓諧波量小于，符合和標(biāo)。各保護(hù)功能完善。過流、過壓、欠壓、故障保護(hù)功能可靠，并且考慮了外部電網(wǎng)的防雷擊等多環(huán)節(jié)保護(hù)功能。種指示功能完備。具有輸入、輸出電流和電壓、運(yùn)行頻率、故障顯示、運(yùn)行狀態(tài)指示等功能。操簡(jiǎn)便。同普通的低壓變頻器的功能操作方式相似，功能設(shè)置和調(diào)整簡(jiǎn)單方便。改效益機(jī)組行和無變頻器運(yùn)行相比可節(jié)省功率機(jī)組運(yùn)和無變頻器行相比可節(jié)省功率年節(jié)電量

注每年按天計(jì)沖時(shí)時(shí)不沖渣時(shí)間時(shí)經(jīng)濟(jì)效益電元注萊廠