高壓變頻器的技術要求

　　1、可靠性要求高

　　由于高壓變頻器輸入和輸出的電壓高，設備的可靠性和安全性是至關重要的。在產品設計制作時，應采用合理的主電路拓撲結構，如多電平、多重化結構等，選擇優良的功率單元和控制單元，具有良好的冷卻系統，出廠前經過完備的質量檢測，符合技術規范要求。現在生產的高壓變頻器，整機和部件的平均無故障時間（MTBF）已經達到100000h以上，平均維修時間（MTTF）已經小于30min。當然，可靠性保證還與使用者的管理、生產工藝、試驗測試、故障診斷、維護維修和售后服務有關。

　　2、對電網的電壓波動容忍度大

　　高壓變頻器的容量較大，一般都在幾百千瓦以上，可能占有電網容量的相當大一部分，因此其開停機和運行時可能對電源電壓造成影響。這一方面要求電網供電線路有合理的設計，另一方面也要求變頻器對電網電壓的波動范圍的容忍度大一些。

　　3、降低諧波對電網的影響

　　同樣因為大功率的關系，高壓變頻器輸入諧波畸變必須控制在標準規定的范圍內，不應對電網中其他負載的正常工作造成影響。

　　4、改善功率因數

　　大功率電動機常常是工廠中的用電大戶，其變頻器的輸入功率因數和效率將直接決定使用變頻器系統的經濟效益，效率低的變頻器還存在散熱等一系列麻煩。

　　5、抑制輸出諧波成分

　　高壓變頻器如果輸出諧波成分過高，會造成電動機的過熱，產生過大的噪聲，影響電動機的壽命，而且電動機必須“降額”使用。

　　6、抑制共模電壓和du/dt的影響

　　變頻器的共模電壓和du/dt會使電動機的絕緣受到“疲勞”損害，影響到使用壽命，如果處理不好，還會損壞變頻器本身。

　　有鑒于此，國內外高壓變頻器制造商都在不斷努力，在元器件、電路結構、控制模式等方面下工夫，使高壓變頻器的性能不斷改進提高。

　　高壓變頻器的分類

　　高壓變頻器在20世紀80年代中期才開始投放市場，但隨著大功率高性能的電力電子器件的迅速發展和巨大市場的推動力，高壓變頻器近年來的發展非常迅速，使用器件已經從SCR、GTO、GTR發展到IGBT和IGCT，功率范圍從幾百千瓦到幾十兆瓦。現在高壓變頻器的設計、制造和檢測技術已經成熟，可靠性有充分保障，使用面越來越廣，我國有多個變頻器廠商可以生產。

　　高壓變頻器按主電路的結構方式分為交-交方式和交-直-交方式。

　　1、交-交方式

　　交-交變頻器的主電路由3組反并聯晶閘管可逆橋式變流器所組成，分為有環流和無環流兩種方式，控制晶閘管根據電網正弦變化實現自然換相。交-交變頻的高壓變頻器一般容量都在數千千瓦以上，多用在冶金、鋼鐵企業。交．交變頻器過載能力強、效率高、輸出波形好，但輸出頻率低，且需要無功補償和濾波裝置，使其造價高，限制了它的應用。

　　交-交變頻同步電動機調速系統如圖5-1所示。

　　2、交-直-交方式

　　高壓交-直-交方式與低壓交，直-交方式變頻器的結構有較大差別，為適應高電壓大電流的需要，高壓變頻器的元器件多采用串并聯，變流器單元也采用串并聯，這種結構稱為多重化。