用。H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器的原理與應(yīng)用前言隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)對節(jié)能環(huán)保、現(xiàn)代化控制技術(shù)的不斷追求，對高效、可靠、節(jié)能、環(huán)保的變頻器提出了更高的要求。H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器作為當(dāng)代高性能變頻器的代表，在電力、石化、冶金、礦山等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將對H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器的原理和應(yīng)用進(jìn)行探討。H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器的原理H橋型電路H橋型電路由四個開關(guān)管組成，分別為上半橋的S1、S2和下半橋的S3、S4。如圖所示：+---++---+

|S1|-----------||

+---+||

|L|

+---+||

|S2|-----------||

+---++---+

+---++---+

|S3|-----------||

+---+||

|L|

+---+||

|S4|-----------||

+---++---+H橋型電路的基本原理是通過四個開關(guān)管的不同組合方式來改變直流電源正負(fù)極間的導(dǎo)通和斷開，控制所接輸出電路的正負(fù)半周輸出電壓，實現(xiàn)具有輸出電壓控制和轉(zhuǎn)速控制功能的交流電機(jī)調(diào)速。多電平變頻器多電平變頻器是一種能夠有效降低電機(jī)運行過程中高諧波含量和開關(guān)損耗的新型變頻器。傳統(tǒng)的變頻器為二極管整流穩(wěn)壓，輸出為直流電源的電壓級數(shù)。而多電平變頻器則將輸出電壓分拆為多個電平，通過H橋型電路和多種復(fù)雜的控制算法，實現(xiàn)高質(zhì)量交流電源的輸出。多電平變頻器有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如：級聯(lián)型多電平變頻器；多電平對稱型三電平變頻器和多電平對稱型五電平變頻器等。H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器只需要通過級聯(lián)多個單元H橋變換器，即可實現(xiàn)多電平輸出，其中每個單元H橋具有不同的電壓水平，且單元H橋的輸出電壓均被串聯(lián)在輸出線路中。如圖所示：+-------++-------+

|H-bridge||H-bridge|

+-------++-------+

||

+-------++-------+

|H-bridge||H-bridge|

+-------++-------+

||

+-------++-------+

|H-bridge||H-bridge|

+-------++-------+

||

+-------+|

|H-bridge||

+-------+|

|

+---------+

|Motor|

+---------+每個H橋單元都可以實現(xiàn)電壓倍增，電壓倍數(shù)的變化是通過單元H橋上下半橋的開關(guān)控制實現(xiàn)的。例如，第一個H橋單元的開關(guān)控制可以實現(xiàn)電壓值為+1、0或-1，第二個H橋單元的開關(guān)控制可以實現(xiàn)電壓值為+3、+2、+1、0、-1、-2或-3。輸出電壓值的分布可以根據(jù)實際需要選擇。通過這種方式，可以將本來只有兩種電壓級數(shù)的變頻器輸出電壓級數(shù)增至數(shù)十種或數(shù)百種，提高變頻器輸出電壓波形的質(zhì)量，從而使電機(jī)運行更加平穩(wěn)，減少電機(jī)損耗。H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器的應(yīng)用H橋級聯(lián)型多電平高壓變頻器廣泛應(yīng)用于石化、電力、礦山、冶金等行業(yè)。如在石化行業(yè)，多電平變頻器可以應(yīng)用于離心泵等負(fù)載變化大、控制精度高的場合，通過電壓多平均分的特性保證了泵的運行平穩(wěn)性和精度要求的滿足。在電力系統(tǒng)中，多電平變頻器常用于風(fēng)力和太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，優(yōu)化能量利用，提高逆變器效率，最大限度地發(fā)揮可再生能源的作用。在冶金、軌道交通等場合，多電平變頻器亦得到了大力推廣。在冶金領(lǐng)域，多電平變頻器應(yīng)用于鋼鐵軋制過程中的變頻調(diào)速中，可以有效降低軋機(jī)的高諧波