1、SUPERDRIVE A7系列高壓變頻器產品概述
SUPERDRIVE A7系列高壓變頻器是根據中國國內高壓變頻器市場需求，結合日本三墾電氣株式會社在變頻器方面雄厚的技術力量和豐富的經驗而研發的高性能變頻調速裝置。采用32位高速數字信號處理器DSP進行全數字控制，結合FPGA和最新的IGBT功率器件，產生頻率連續可調的高壓交流系統，產品性能指標達到國際領先水平。
SUPERDRIVE A7系列高壓變頻器為6KV、10KV等級電壓源型高壓變頻器，采用單元串聯多電平結構和多重化脈寬調制策略，輸入采用多重化隔離移相變壓器實現諧波抵消，輸出對電網諧波污染小，無輸出變壓器，不需濾波裝置，對電機無特殊要求，效率達96%以上。
SUPERDRIVE A7系列高壓變頻器中文觸摸屏操作界面簡單，運行穩定可靠，維護方便，節能效果明顯，實現了控制系統的自動化，并采用多種工業標準通信協議，可以遠程監控。同時還可以達到改善運行環境，平滑加減速，延長電機使用壽命，減少對電網的沖擊和投資，提高加工工藝等目的。
SUPERDRIVE A7系列高壓變頻器集現代電力電子技術、電力拖動技術、計算機控制技術、高電壓技術以及網絡通信技術于一體的高新技術產品，可應用于多種領域，在各種復雜場合均能滿足高壓電機的變頻調速及節能的要求。
SUPERDRIVE A7高壓變頻調速系統的主要應用對象為風機、泵類等通過調速控制大量節能的負載場合，具體應用如下：
火力發電：引風機、送風機、吸塵風機、壓縮機、給水泵/風機、灰漿泵等。
冶金采礦：引風機、通風風機、吸塵風機、泥漿泵、除垢泵、離心進料泵等。
石油化工：引風機、氣體壓縮機、注水泵/風機、潛油泵、主管道泵、鍋爐給水泵/風機、鹵水泵/風機、混合器、擠壓器等。
水泥制造：窯頭風機、窯尾風機、高溫風機、生料研磨風機、水泥磨研磨風機、煤粉磨研磨風機等。
供水、污水處理：污水泵/風機、清水泵/風機、凈化泵、生物粗處理塔泵、送氧鼓風機等。
其他：傳動機械裝置、風力渦輪機、風洞等。
2、SUPERDRIVE A7高壓變頻器功能介紹
2.1、高質量輸入輸出波形、完美無諧波
輸入多重化對電網無諧波污染, 滿足IEEE Std 519-1992及GB/T 14549-93標準。
輸出采用載波移相PWM,輸出諧波滿足GB及IEEE標準，dv/dt小,對電機無特殊要求。
產品原理
SUPERDRIVE A7 系列變頻器采用級聯式多電平拓撲結構。輸入側隔離變
壓器副邊采用延邊三角形移相方式，目的是提高輸入電流的諧波性能。輸出采用
PWM 移相方式，一方面降低dv/dt，同時提高輸出諧波性能。圖2-1 給出6kV 系
統主電路拓撲結構原理圖。
圖2-1 級聯式變頻器系統拓撲結構原理圖
2 移相變壓器
移相變壓器電氣原理圖如圖2-1所示，以6kV系統5個功率單元串聯為例，變
壓器原邊側輸入6kV，副邊側分為15個繞組，功率單元輸出同相的5個繞組的相
位角互差12°，這樣可以消除輸入側電流中29次以下的諧波，并使得輸入電流的
諧波性能滿足國際和國內相關標準的要求。
3 功率單元電路原理
功率單元由以下幾個部分組成：輸入熔斷器、輸入整流橋、直流濾波電容、
輸出逆變橋，同時包括驅動、保護、檢測、通信、輔助電源等部分。圖2-2 為功
率單元的原理圖，系統中所有的功率單元完全相同，可以互換和實現模塊化。
圖2-2 功率單元主電路原理圖
4 功率單元級聯原理
每個功率單元等效成一個單相的交流電源，以 6kV 系統5 級串聯為例，每個
功率單元為 690V 單相交流電源，5 個單元組成一相為 3450V，線電壓為6kV。
圖2-3 給出6kV 系統5 級串聯的示意圖。
A
690V
690V
3450V
6000V
相電壓 690V
線電壓
690V
690V
690V 690V
690V 690V
690V 690V
690V 690V
690V 690V
B C
圖2-3 功率單元級聯原理
5 輸出PWM 移相
通過控制功率單元輸出 PWM 的相互角度，采用載波移相技術，使得輸出
PWM 波形的 dv/dt 低，通過諧波相互消除效應，可以在低載波頻率的情況下獲
得優異的輸出諧波性能。圖2-4 為5 級串聯輸出PWM 組和波形示意圖。通過圖
2-4 可以看出，對于 5 級串聯結構，相電壓為 11 電平。
6 控制系統工作原理
圖2-4 PWM 輸出組和波形示意圖
控制系統包括主控制部分，模擬量處理部分，開關量處理部分，單元控制部
分，輔助部分。
SUPERDRIVE A7 系列變頻器采用雙 32 位 DSP（數字信號處理器）作為主
控制部分的核心，配合大容量FPGA （現場可編程門列陣）器件，為優異的控制
性能的實現提供了堅實的硬件基礎。
模擬量處理部分對系統中的模擬量進行處理，包括濾波、縮放處理、疊加偏
置等。為了提高系統可靠性，SUPERDRIVE A7 系列變頻器的所有模擬量都作了
光電隔離處理。
開關量處理部分對系統中的開關量進行處理，SUPERDRIVE A7 系列變頻器
的開關量處理部分類型豐富，包括：干節點輸入、輸出，OC（開路集電極）輸
出，高速脈沖輸入。同時，輸入開關量類型兼容亞洲習慣（標準）和歐洲習慣（標
準）。
單元控制部分負責功率單元的驅動，檢測、保護、與主控制部分的通信功能。
單元控制部分的驅動電路提供IGBT 的驅動和保護功能，保證功率器件可靠的工
作。檢測部分包括直流母線電壓檢測、散熱器溫度檢測。每個功率單元的狀態、
直流母線電壓、溫度情況等信息都通過光纖被送到各控制部分。同樣，主控制部
分產生的控制信號，包括：PWM 控制信號、旁路信號、使能信號等通過光纖傳
送給單元控制部分。
輔助部分的作用是為控制部分提供電源、隔離、抗干擾等功能，包括開關電
源、隔離變壓器、濾波電路等。
7 功率單元自動旁路原理
功率單元自動旁路功能是級聯式多電平結構特有的優勢，能顯著的提高可靠
性。其基礎為具有獨立、等同、串聯的功率單元結構。
當某個功率單元出現故障時，這個功率單元會被旁路，同時采用輸出線電壓
平衡技術，保證其他所有的功率單元參與運行。SUPERDRIVE A7 系列變頻器支
持最多3 個功率單元，每相最多2 個功率單元被故障旁路，并且保證在每種旁路
情況下都可以充分利用剩余功率單元。
圖2-5 功率單元自動旁路原理圖