概述：
與直流電動(dòng)機相比，感應電動(dòng)機具有結構簡(jiǎn)單、制造容易、維護工作量小等優(yōu)點(diǎn)，但感應電動(dòng)機的控制卻比直流電動(dòng)機復雜的多。早期的交流傳動(dòng)均用于不可調傳動(dòng)，而可調傳動(dòng)則用直流傳動(dòng)，隨著(zhù)電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，交流傳動(dòng)已逐漸取代了直流傳動(dòng)。交流可調傳動(dòng)的應用主要分為三個(gè)方面：
Ø 用于大量的風(fēng)機、水泵類(lèi)電機的調速，以獲得可觀(guān)的節能效益；
Ø 用于高性能的傳動(dòng)系統，取代直流傳動(dòng)系統；
Ø 用于特大容量、極高轉速的交流調速
變頻器的分類(lèi)：
我們按照變頻器的電壓等級進(jìn)行分類(lèi)：
變頻器電壓在690伏以下的稱(chēng)為---低壓變頻器；其最大的功率可至3000KW。
變頻器電壓在690伏以上的稱(chēng)為---中壓變頻器；其最大的功率可至100MW，其最高的電壓可以達到12KV。
低壓變頻器：
目前低壓變頻調速已占據了傳動(dòng)市場(chǎng)95%以上的份額，全球大約有幾百家的低壓變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)商，我國國內也有幾十家的低壓變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)商。
目前市場(chǎng)上的低壓變頻器主要由一些標準化的硬件和軟件構成：
Ø DSP控制器
Ø IGBT或IPM（集成式的IGBT功率單元）
Ø 二極管整流或IGBT可逆整流
Ø 電力電解電容
Ø 風(fēng)冷（大容量可采用水冷）
Ø 二電平輸出
Ø 電壓源型變頻器
Ø PWM調制輸出
目前低壓變頻器的主要研究發(fā)展方向：
Ø 環(huán)境影響（包括變頻器運行時(shí)的對環(huán)境的影響以及產(chǎn)品本身對環(huán)境的影響）；
Ø 體積更小，成本更低，使用更方便；
中壓變頻器
中壓變頻器的制造能力是一個(gè)國家電氣制造能力的綜合體現，目前國際上有十幾家的中壓變頻其制造商，我國國內目前也有幾家中壓變頻器的制造商。中壓變頻器的生產(chǎn)是一個(gè)綜合的過(guò)程，因此無(wú)法實(shí)現標準化，所以各個(gè)廠(chǎng)家都有不同類(lèi)型不同結構的中壓變頻器產(chǎn)品。
目前中壓變頻器的主要硬件和軟件的組成：
Ø 多DSP控制器或者專(zhuān)用的電力電子控制器
Ø 功率元件-SCR/GTO/低壓IGBT/中壓IGBT/IGCT/IEGT
Ø 薄膜電力電容
Ø 二極管多脈沖整流或反饋可逆整流
Ø 電壓型或電流型變頻器
Ø 三電平或多電平輸出
Ø PWM調制和方波等輸出方式
Ø 水冷（也有風(fēng)冷）
Ø 主要控制方式（V/F控制；矢量控制；直接轉矩控制）
評價(jià)中壓變頻器的指標主要有：
Ø 成本
Ø 可靠性
Ø 對電網(wǎng)的諧波污染
Ø 輸入功率因數
Ø 輸出諧波
Ø dv/dt
Ø 共模電壓
Ø 系統效率
Ø 能否四象限運行
下面是目前市場(chǎng)上能采購到的幾種中壓變頻器。
1，功率器件串聯(lián)二電平電流型中壓變頻器
功率器件串聯(lián)二電平電流型中壓變頻器結構簡(jiǎn)單，使用的功率器件少，但器件串聯(lián)帶來(lái)均壓?jiǎn)?wèn)題，且二電平輸出的dv/dt會(huì )對電機的絕緣造成危害，要求提高電機的絕緣等級；且諧波成分大，需要專(zhuān)門(mén)設計輸出濾波器。
2，單元串聯(lián)多重化電壓源中壓變頻器
單元串聯(lián)多重化電壓源中壓變頻器采用低壓IGBT功率單元，所以技術(shù)成熟價(jià)格低，而且通過(guò)串聯(lián)單元的個(gè)數適應不同的輸出電壓要求。最大的輸出功率可至10MW，采用V/F和矢量控制技術(shù)，PWM電壓調制輸出。采用多脈沖二極管輸入整流。由于采用多重化輸出，所以其輸出波形完美，諧波小可適用任何場(chǎng)合的電機。主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家是美國西門(mén)子羅賓康公司和國內的利得華福公司。
但是單元串聯(lián)多重化電壓源中壓變頻器的功率單元及功率件數量太多，無(wú)法實(shí)現能量回饋及四象限運行是其主要的缺點(diǎn)。
3，中性點(diǎn)鉗位三電平PWM中壓變頻器
中性點(diǎn)鉗位三電平PWM中壓變頻器的主電路結構見(jiàn)圖5。
4，多電平中壓變頻器
多電平中壓變頻器采用中壓IGCT( 集成門(mén)極換流晶閘管)、中壓IGBT或中壓IEGT（注入增強柵晶體管）功率單元，采用電容鉗位的多電平輸出方式，輸入可采用多脈沖二極管整流或者PWM型的主動(dòng)前端可逆整流，輸出的是PWM調制的電壓。最大的輸出功率可至30MW。輸出的是多電平電壓，使輸出波形接近正弦?？刹捎?/span>V/F、矢量控制和直接轉矩控制方式。主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家有法國的ALSTOM公司等，國內由于技術(shù)原因目前還沒(méi)有生產(chǎn)廠(chǎng)家。
5，交交中壓變頻器
交交中壓變頻器一般采用大功率中壓晶閘管，適用于功率在10MW以下的同步或異步電動(dòng)機，輸出的是電壓方波，可采用矢量控制，主要用于鋼廠(chǎng)的扎鋼機等重載設備，但其對電網(wǎng)污染很大，諧波大功率因數非常低。目前已經(jīng)逐漸被三電平中壓變頻器取代，主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家有德國SIEMENS，瑞典ABB和國內的天傳所。
6負載換相式電流源型中壓變頻器
負載換相式電流源型中壓變頻器（LCI：Load Commutated Inverter）的負載為大型的同步電動(dòng)機，功率范圍為15MW-100MW。它的主電路結構如圖8所示：
結束語(yǔ)：
上述的只是一些基本的變頻器結構，在這些基本的結構上還有許多不同的擴展。而且隨著(zhù)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型的元器件不斷誕生，變頻器會(huì )不斷地向安全、高效、綠色的方向發(fā)展。
參考文獻：
馬志源，《電力拖動(dòng)控制系統》 ISBN7-03-012633-5科學(xué)出版社 2003
徐甫榮“中高壓變頻器主電路拓撲結構的分析比較” 電力設備網(wǎng)2003
竺偉 “高壓變頻器基礎教程” 中國工控網(wǎng)
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