科技论坛高压电机使用变频器的优缺点阎 威（华电能源股份有限公司 富拉尔基发电厂， 黑龙江 齐齐哈尔 161000）现在的高压电机使用变频器种类不断翻新，根据高压的组成方法不同，可以把高压电机使用变频器的种类分成高低高类型和直接高压类型；根据是不是真的存在直流环节，可以把高压电机使用变频器的种类分成交直交类型和交交类型；根据交直交类型中的滤波环节不同，可以把高压电机使用变频器的种类分成电流源类型和电压源类型。 下面先讲解高低高类型的高压电机使用变频器优点和缺点。1 高低高类型的高压电机使用变频器优点和缺点在高压变频技术还没有完全成熟时，变频器使用...

  科技论坛高压电机使用变频器的优缺点阎 威（华电能源股份有限公司 富拉尔基发电厂， 黑龙江 齐齐哈尔 161000）现在的高压电机使用变频器种类不断翻新，根据高压的组成方法不同，可以把高压电机使用变频器的种类分成高低高类型和直接高压类型；根据是不是真的存在直流环节，可以把高压电机使用变频器的种类分成交直交类型和交交类型；根据交直交类型中的滤波环节不同，可以把高压电机使用变频器的种类分成电流源类型和电压源类型。 下面先讲解高低高类型的高压电机使用变频器优点和缺点。1 高低高类型的高压电机使用变频器优点和缺点在高压变频技术还没有完全成熟时，变频器使用的是低压类型的变频器，这时高压电网同电机的接口实现需要借助于变压器来进行输出升压，输入降压处理。 低压变频器产生的电压值很小，电流不会无限制地上升， 受到限制的电流影响到了低压变频器容量的大小。 输出变压器让总系统的工作效率变低。 加上输出变压器会在低频时降低磁的耦合力，让低压变频器启动时带载的能力降低。 有很大的电网谐波，当使用 12 脉冲的整流器时，能够降低谐波， 但还是不能够达到谐波方面的标准要求。 借助于输出变压器来进行升压时，同样地也放大了变频器形成的 dv/dt，为此，需要加装 dv/dt 滤波器来满足普通的电机要求，只有这样，才能防止绝缘损坏、电晕放电的现象。2 电压源类型的三电平变频器优点和缺点电压源类型的三电平变频器借助于二极管进行整流，依靠电容来储存能量，进行的是 IGCT 逆变。 三电平进行逆变的方法，使用二极管，巧妙地处理了两个元件进行串联的问题，这比起原来两个元件进行直接串联要简单很多。 设置输出电平，让输出的波形优于两个电平产生的波形。 电压源类型的三电平变频器也存在着一些不足之处：使用的是高压类型的元件 du/dt 的输出问题非常严重，还需借助于输出滤波器的支持。 高压器件的耐压能力影响，使变频器最高的电压不会超过 4160V。 为满足 10kV电网或者 6kV电网的要求时，可以对电机来更换，为此也会影响到电网的旁路。 人们对 6kV电机进行了一种变通， 把电机的接法类型由星型的转为了角型的，从而得到 3kV 的电机电压，这种对电机的变通方法也存在着不足之处，就是提高了电机换流产生的损耗情况，一些电机烧毁的案例可能就与此相关。 对于电压源类型的三电平变频器，大多使用 12 脉冲的整流方法。3 电流源类型的高压电机使用变频器优点和缺点这种电流源类型的高压变频器借助了可控硅来整流输入侧，使用的是电感储存能量的方式， 在逆变侧的开光控件选用的是 SGCT控件，属于两电平类型的老式传统结构。 器件耐压的能力影响，有必要进行不同器件间的串联。 而多个不同器件串联牵涉到了十分复杂的工程技术，加上输出侧电平数量不多，会使电机受到很大的 dv/dt 问题，所以，需要借助于输出滤波器的功能。 在电网侧的整流器属于可选元件， 使用人能根据自己工厂的实际情况进行相关的选择。电流源类型的高压变频器最大的优点是在没有另外加电路的情况下，就能够将惯性能量返回电网内。 电流源类型的高压变频器也有一些不足之处，例如，谐波大，谐波也会跟着工况情况变动而产生一些变化，不方便进行补偿；电网侧功率方面的因数值也很小。4 串联多电平类型的高压电机使用变频器优点和缺点在功率模块多电平类型的变频器时，通过串联方法来进行高压的输出，它属于一种电压源类型的变频器。 在串联多电平类型的变频器输入侧，添加了移相降压功能，可以胜任超过 18 脉冲的整流工作，这达到了国际电网在谐波方面的最严格标准要求。 负载状态下，串联多电平类型的变频器电网侧能够产生超过 95%的功率因素。 借助于输出侧的 PWM技术，能形成很少的谐波，dv/dt 数值也较小，符合异步类型电机的工作需求。 进行串联多电平类型的变频器输出电压设计工作时，需要参考工作实际的负载需求，解决处理好 10kV电网或者 6kV 电网的调速问题。 借助于标准化的设计思路来完成功率电路设计工作，使以后来更换时更便捷。 器件的采购工作在国内就能够直接进行。 串联多电平类型的变频器的逆变元件使用的是IGBT。这和相同类型的三电平变频器比较，会使用更多的元件数目，但是具备了更成熟的工作技术。 这和 IGCT 类型的三电平变频器比较，会使用更多的元件数目，IGCT 总的元件数目比三电平变频器的要少，这是由于辅助电路方面的原因。 功率模块同整流功能的变压器产生了很多的连线，让变压器没有良好地和变频器分离， 不能很好地适应有限的空间场合里。5 结论高压电机使用变频器技术发展迅速， 还可以在四象限内运行。 受到高压时器件进行串联产生的均压影响、谐波对电机造成的影响以及谐波对电网造成的影响，使高压电机使用变频器的应用受到了一定的限制。 高压电机使用变频器的整体性能还受到电机参数的影响，没有良好的通用性，电流产生的谐波也比较多，形成的损耗也比较大，对环境也造成了污染，共模采用的电压值比较高，给电机本身的绝缘性能带来影响。 为此还要求我们不断钻研，设计出更完善的高压电机使用变频器。参考文献[1]竺伟， 陈伯时， 周鹤良， 等.单元串联式多 电平高压变频器的起源、现状和展望[J].电气传动， 2007 （6） .[2]栾茹， 陈志新， 张培华.变频器输出 对调速电机影响的仿真[J].计算机仿线]南永辉， 罗仁俊， 伍海林.基于级联型多 电平高压变频器的异步电机控制策略[J].变流技术与电力牵引 ， 2008 （5） .[4]王桂英， 徐岩， 徐丽红.变频器非正弦供电对异步电机运行性能的影响[J]. 沈阳农业大学学报， 2008 （4） .[5]杨静波， 范永强.长导线对变频器控制电机的影响及处理方法[J].冶金自 动化， 2008 （1） .[6]周正权， 宁忠培， 周辉.高压电机轴电流引 起运行故障的排除及缘由分析[J].大氮肥， 2009 （1） .摘要： 受到技术约束、功率高、电压大的问题干扰， 高压变频器在我国上世纪八十年代中期进行了 产业化发展， 在近三十年来， 大功率的电子元件得到快速的提升， 加上市场的巨大推动力， 让高压变频器产业也有了 很迅猛的发展， 对于 GTR、SCR 这些电子器件， 已经升级到了 IGBT、IGET， 覆盖了 100 千瓦 ~100 兆瓦的功率范围。 在技术上慢慢的变成熟、可靠性能也得到了 很大的保障。 高压电机使用 变频器能够和大功率的交流电动机配合， 组建一个交流的调速系统， 进行压缩机、水泵、风机等机械转动装置的驱动， 具有很大的节能性、高效性。 本文依次讲解了 高低高类型的高压电机使用 变频器、电压源类型的三电平变频器、电流源类型的高压电机使用 变频器、串联多 电平类型的高压电机使用 变频器的优点和缺点。关键词： 高压电机； 变频器； 优缺点105