高壓變頻器定義

　　變頻器是利用控制軟件和電力半導體器件的通斷作用來改變工頻電源（網電）的頻率等特性，從而可以根據工況需要隨時調節電動機轉速等運行指標的控制裝置。

　　我國習慣上把額定電壓超過3kV的電機稱為高壓電機，相應的把高壓電機配備的變頻器成為高壓變頻器。國外通常是把工作電壓3kV～10kV的變頻器稱為中壓變頻器，與我國的習慣有所不同。

　　高壓變頻器分類

　　由于單一功率開關器件的耐壓達不到3KV以上，因此高壓變頻器需要通過多個功率開關器件的組合來解決耐壓問題，有交交變頻、單元串聯多重化、串聯多電平、直接串聯等多種高壓變頻器電路結構。

　　高壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。根據高壓變頻器中有無直流環節可分為交交變頻器（無直流環節的變頻器）和交直交變頻器（有直流環節的變頻器）；交直交變頻器按所采用的直流環節的不同方式又可分為電流型變頻器（直流環節采用大電感以平抑電流脈動）和電壓型變頻器（直流環節采用大電容以抑制電壓波動）；按照輸出電平數，可分為兩電平、三電平、五電平及多電平變頻器等等。目前市場上較常見的高壓變頻器有以下幾類：

　　?單元串聯式多電平高壓變頻器

　　1994年，美國羅賓康公司推出了全球第一臺單元串聯式多電平高壓變頻器，并取名為“完美無諧波變頻器”。單元串聯式多電平高壓變頻方案在我國獲得了大面積推廣，目前主要的幾家高壓變頻器生產企業均采用這種結構。其優點是諧波含量極低，功率因數高，缺點是只能單象限運行，要實現四象限運行則必須另外配置能量回饋單元。

　　?IGBT直接串聯型變頻器

　　2001年，成都佳靈電氣制造有限公司開發出世界首創的電壓源型IGBT直接串聯高壓變頻器，采用抗共模電壓技術以取消輸入變壓器，采用輸出濾波器和優化的PWM波形，大大降低了諧波含量。其優點是結構簡單，二電平逆變器技術成熟；效率高，可達98％；動態性能好，過載能力強。缺點是是無輸入變壓器，6脈沖整流網側諧波大，需采用進線電抗器。最為致命的是，采用這種結構的變頻器一旦出現其中一個IGBT燒掉則容易引起連鎖反應，抗干擾性和工作穩定性差，因此至今仍未能推廣采用。

　　?交交變頻器

　　交-交高壓變頻器是無直流環節、直接由交流到交流的變頻器，其優點是可用于驅動同步和異步電機、轉矩大、動態相應特性好、可四象限運行等，缺點是低速時功率因數低、網側諧波大，另外其工作原理過于復雜，硬件實現難度很大，特別是對于工作電壓通常在3KV以上的高壓變頻器，功率器件數量成倍增加。

　　國際上只有西門子等極少數跨國企業有成熟產品推出，其應有局限在軋鋼等冶金領域。

　　這些種類的高壓變頻器各有其優缺點，客戶在選型時往往根據具體應用的特點來確定。比如起重設備、機車牽引等要選用可四象限運行的變頻器，軋鋼機則要選擇動態響應能力好的變頻器，風機水泵等主要選用單元串聯多電平變頻器。