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(shè)備的可靠性和安全性是至關(guān)重要的。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作時(shí)，應(yīng)采用合理的主電路拓?fù)浣Y(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(cè)，符合技術(shù)規(guī)范要求。現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓變頻器，整機(jī)和部件的平均無故障時(shí)間（MTBF）已經(jīng)達(dá)到100000h以上，平均維修時(shí)間（MTTF）已經(jīng)小于30min。當(dāng)然，可靠性保證還與使用者的管理、生產(chǎn)工藝、試驗(yàn)測(cè)試、故障診斷、維護(hù)維修和售后服務(wù)有關(guān)。

　　2、對(duì)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)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(dāng)大一部分，因此其開停機(jī)和運(yùn)行時(shí)可能對(duì)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(shè)計(jì)，另一方面也要求變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍的容忍度大一些。

　　3、降低諧波對(duì)電網(wǎng)的影響

　　同樣因?yàn)榇蠊β实年P(guān)系，高壓變頻器輸入諧波畸變必須控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，不應(yīng)對(duì)電網(wǎng)中其他負(fù)載的正常工作造成影響。

　　4、改善功率因數(shù)

　　大功率電動(dòng)機(jī)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(jì)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(huì)造成電動(dòng)機(jī)的過熱，產(chǎn)生過大的噪聲，影響電動(dòng)機(jī)的壽命，而且電動(dòng)機(jī)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(huì)使電動(dòng)機(jī)的絕緣受到“疲勞”損害，影響到使用壽命，如果處理不好，還會(huì)損壞變頻器本身。

　　有鑒于此，國(guó)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(jìn)提高。

　　高壓變頻器的分類

　　高壓變頻器在20世紀(jì)80年代中期才開始投放市場(chǎng)，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(chǎng)的推動(dòng)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(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)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(guó)有多個(gè)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(shí)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(qiáng)、效率高、輸出波形好，但輸出頻率低，且需要無功補(bǔ)償和濾波裝置，使其造價(jià)高，限制了它的應(yīng)用。

　　交-交變頻同步電動(dòng)機(jī)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(yīng)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。