高壓變頻器的技術(shù)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(guān)重要的。在產(chǎn)品設計制作時，應采用合理的主電路拓撲結(jié)構(gòu)，如多電平、多重化結(jié)構(gòu)等，選擇優(yōu)良的功率單元和控制單元，具有良好的冷卻系統(tǒng)，出廠前經(jīng)過完備的質(zhì)量檢測，符合技術(shù)規(guī)范要求?，F(xiàn)在生產(chǎn)的高壓變頻器，整機和部件的平均無故障時間（MTBF）已經(jīng)達到100000h以上，平均維修時間（MTTF）已經(jīng)小于30min。當然，可靠性保證還與使用者的管理、生產(chǎn)工藝、試驗測試、故障診斷、維護維修和售后服務有關(guān)。

　　2、對電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)供電線路有合理的設計，另一方面也要求變頻器對電網(wǎng)電壓的波動范圍的容忍度大一些。

　　3、降低諧波對電網(wǎng)的影響

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

　　4、改善功率因數(shù)

　　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(shù)和效率將直接決定使用變頻器系統(tǒng)的經(jīng)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(chǎn)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(nèi)外高壓變頻器制造商都在不斷努力，在元器件、電路結(jié)構(gòu)、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(fā)展和巨大市場的推動力，高壓變頻器近年來的發(fā)展非常迅速，使用器件已經(jīng)從SCR、GTO、GTR發(fā)展到IGBT和IGCT，功率范圍從幾百千瓦到幾十兆瓦。現(xiàn)在高壓變頻器的設計、制造和檢測技術(shù)已經(jīng)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(chǎn)。

　　高壓變頻器按主電路的結(jié)構(gòu)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(lián)晶閘管可逆橋式變流器所組成，分為有環(huán)流和無環(huán)流兩種方式，控制晶閘管根據(jù)電網(wǎng)正弦變化實現(xiàn)自然換相。交-交變頻的高壓變頻器一般容量都在數(shù)千千瓦以上，多用在冶金、鋼鐵企業(yè)。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(diào)速系統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(lián)，變流器單元也采用串并聯(lián)，這種結(jié)構(gòu)稱為多重化。