百科名片
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現代電力電子技術和微電子技術的迅猛發展，高壓大功率變頻調速裝置不斷地成熟起來，原來一直難於解決的高壓問題，近年來通過器件串聯或單元串聯得到了很好的解決。
1. 1.1 主迴路常見故障分析
2. 1.2 主迴路典型故障分析
3. 1.3 控制迴路故障分析
4. 1.4 冷卻系統
5. 1.5 外部的電磁感應干擾
6. 1.6 安裝環境
編輯本段基本資訊
其應用的領域和範圍也越來越為廣範，這使得高效、合理地利用能源（尤其是電能）成為了可能。電機是國民經濟中主要的耗電大戶，高壓大功率的更為突出，而這些裝置大部分都有節能的潛力。大力發展高壓大功率變頻調速技術，將是時代賦予我們的一項神聖使命，而這一使命也將具有深遠的意義。
高壓大功率變頻調速裝置被廣泛地應用於大型礦泉水應用生產廠、石油化工、市政供水、冶金鋼鐵、電力能源等行業的各種風機、水幫浦、壓縮機、軋鋼機等。
編輯本段分類與結構
高壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。按著中間環節有無直流部分，可分為交交變頻器和交直交變頻器；按著直流部分的性質，可分為電流型和電壓型變頻器；按著有無中間低壓迴路，可分為高高變頻器和高低高變頻器；按著輸出電平數，可分為兩電平、三電平、五電平及多電平變頻器；按著電壓等級和用途，可分為通用變頻器和高壓變頻器；按著嵌位方式，可分為二極體嵌位型和電容嵌位型變頻器等等。
電流型變頻器
由於在變頻器的直流環節採用了電感元件而得名，其優點是具有四象限執行能力，能很方便地實現電機的制動功能。缺點是需要對逆變橋進行強迫換流，裝置結構複雜，調整較為困難。另外，由於電網側採用可控矽移相整流，故輸入電流諧波較大，容量大時對電網會有一定的影響。
由於在變頻器的直流環節採用了電容元件而得名，隨著技術的進步，高壓變頻器可以實現四象限執行，也能實現向量控制，已經成為當前傳動系統調速的主流產品。
高低高變頻器
採用公升降壓的辦法，將低壓或通用變頻器應用在中、高壓環境中而得名。原理是通過降壓變壓器，將電網電壓降到低壓變頻器額定或允許的電壓輸入範圍內，經變頻器的變換形成頻率和幅度都可變的交流電，再經過公升壓變壓器變換成電機所需要的電壓等級。
這種方式，由於採用標準的低壓變頻器，配合降壓，公升壓變壓器，故可以任意匹配電網及電動機的電壓等級，容量小的時候（<500kw）改造成本較直接高壓變頻器低。缺點是公升降壓變壓器體積大，比較笨重，頻率範圍易受變壓器的影響，還有就是由於引入了變壓器使得系統效率比較低。
一般高低高變頻器可分為電流型和電壓型兩種。
高低高電流型變頻器
電路拓撲結構如圖1所示，在低壓變頻器的直流環節由於採用了電感元件而得名。輸入側採用可控矽移相控制整流，控制電動機的電流，輸出側為強迫換流方式，控制電動機的頻率和相位。能夠實現電機的四象限執行。
高低高電壓型變頻器
前段引入降壓變壓器，將電網降壓，然後連線低壓變頻器。低壓變頻器輸入側可採用可控矽移相控制整流，也可以採用二極體三相橋直接整流，中間直流部分採用電容平波並儲能。逆變或變流電路常採用 igbt元件，通過spwm變換，即可得到頻率和幅度都可變的交流電，再經公升壓變壓器變換成電機所需要的電壓等級。
需要指出的是，在變流電路至公升壓變壓器之間還需要置入正弦波濾波器(f)，否則公升壓變壓器會因輸入諧波或dv/dt過大而發熱，或破壞繞組的絕緣。該正弦波濾波器成本很高，一般相當於低壓變頻器的1/3到1/2的**。
高高變頻器
高高變頻器無需公升降壓變壓器，功率器件在電網與電動機之間直接構建變換器。由於功率器件耐壓問題難於解決，目前最直接的做法是採用器件串聯的辦法來提高電壓等級，其缺點是需要解決器件均壓和緩衝難題，技術複雜，難度大。但這種變頻器由於沒有公升降壓變壓器，故其效率較高低高方式的高，而且結構比較緊湊。
高高變頻器也可分為電流型和電壓型兩種。由於專利技術保護的原因，電流型的僅羅克韋爾一家，電壓型的僅成都佳靈一家。
高高電流型變頻器
它採用gto，scr或igct元件串聯的辦法實現直接的高壓變頻，目前電壓可達10kv。由於直流環節使用了電感元件，其對電流不夠敏感，因此不容易發生過流故障，逆變器工作也很可靠，保護效能良好。其輸入側採用可控矽相控整流，輸入電流諧波較大。
變頻裝置容量大時要考慮對電網的汙染和對通訊電子裝置的干擾問題。均壓和緩衝電路，技術複雜，成本高。由於器件較多，裝置體積大，調整和維修都比較困難。
逆變橋採用強迫換流，發熱量也比較大，需要解決器件的散熱問題。其優點在於具有四象限執行能力，可以制動。
需要特別說明的是，該類變頻器由於較低的輸入功率因數和較高的輸入輸出諧波，故需要在其輸入輸出側安裝高壓自癒電容。
高高電壓型變頻器
電路結構採用igbt 直接串聯技術，也叫直接器件串聯型高壓變頻器。其在直流環節使用高壓電容進行濾波和儲能，輸出電壓可達13.8kv，其優點是可以採用較低耐壓的功率器件，串聯橋臂上的所有igbt作用相同，能夠實現互為備用，或者進行冗餘設計。
缺點是電平數較低，僅為兩電平，輸出電壓dv/dt也較大，需要採用特種電動機或加裝共模電壓濾波器和高壓正弦波濾波器，其成本會增加許多。由於它與低壓變頻器有著一樣的拓撲結構，因此它像低壓變頻器一樣具有四象限執行功能，也可以實現向量控制。
這種變頻器同樣需要解決器件的均壓問題，一般需特殊設計驅動電路和緩衝電路。對於igbt驅動電路的延時也有極其苛刻的要求。一旦igbt的開通、關閉的時間不一致，或者上公升、下降沿的斜率相差太懸殊，均會造成功率器件的損壞.
編輯本段嵌位型變頻器
鉗位型變頻器一般可分為二極體鉗位型和電容鉗位型。
二極體嵌位型變頻器
它既可以實現二極體中點嵌位，也可以實現三電平或更多電平的輸出，其技術難度較直接器件串聯型變頻器低。由於直流環節採用了電容元件，因此它仍屬於電壓型變頻器。這種變頻器需要設定輸入變壓器，它的作用是隔離與星角變換，能夠實現12脈衝整流，並提供中間嵌位零電平。
通過輔助二極體將igbt等功率器件強行嵌位於中間零電平上，從而使igbt兩端不會因過壓而燒毀，又實現了多電平的輸出。
這種變頻器結構，輸出可以不安裝正弦波濾波器。但是由於採用了變壓器，成本上有所增加。
電容嵌位型變頻器
它採用同橋臂增設懸浮電容的辦法實現了功率器件的嵌位，目前這種變頻器應用的比較少。
編輯本段單元串聯型變頻器
基本資訊
這是近幾年才發展起來的一種電路拓撲結構，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。採用模組化設計，由於採用功率單元相互串聯的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅動交流電動機，無需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。
6kv變頻器，可以有15個或者18個功率單元組成，每相由5或者6臺功率單元相串聯，並組成y形連線，直接驅動電機。每台功率單元電路、結構完全相同，可以互換，也可以互為備用。
變頻器的輸入部分是一台移相變壓器，原邊y形連線，副邊採用延邊三角形連線，共15到18副三相繞組，分別為每台功率單元供電。它們被平均分成ⅰ、ⅱ、ⅲ三大部分，每部分具有5到６副三相小繞組，之間均勻相位偏移8.5或者10度。
特點 該變頻器的特點如下：
① 採用多重化pwm方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。
② 整流電路的多重化，脈衝數多達30或36，功率因數高，輸入諧波小。
③ 模組化設計，結構緊湊，維護方便，增強了產品的互換性。
④ 直接高壓輸出，無需輸出變壓器。
⑤ 極低的dv/dt輸出，無需任何形式的濾波器。
⑥ 採用光纖通訊技術，提高了產品的抗干擾能力和可靠性。
⑦ 功率單元自動旁通電路，能夠實現故障不停機功能。
缺點： 1、由於變壓器採用延邊三角形接法，實現8.5度或者10度的移相，由於工藝原因造成相應的誤差，使得變壓器內部環流大，發熱量高，變壓器效率低，從而整個系統效率下降。
2、由於隨著負載率的不同，不是所有的功率單元都輸出功率，導致諧波不能互相抵消。因此在低於額定負載時，諧波增加很快。由於同樣原因，使得啟動轉矩較小，電機抖動及發熱較大，雜訊也較高。
3、由於需要保護電機不受共模電壓的影響需要將電機接地，因此將共模電壓引到了變壓器上，使得變壓器承受了更大的電應力，使得變壓器可靠性降低，壽命降低。
4、由於引入了複雜的移相隔離變壓器，使得成本增加。
編輯本段高壓變頻器的發展背景及其重要意義
隨著現代電力電子技術及計算機控制技術的迅速發展，促進了電氣傳動的技術革命。交流調速取代直流調速，計算機數字控制取代模擬控制已成為發展趨勢。交流電機變頻調速是當今節約電能，改善生產工藝流程，提高產品質量，以及改善執行環境的一種主要手段。
變頻調速以其高效率，高功率因數，以及優異的調速和啟制動效能等諸多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。
以前的高壓變頻器，由可控矽整流，可控矽逆變等器件構成，缺點很多，諧波大，對電網和電機都有影響。近年來，發展起來的一些新型器件將改變這一現狀，如igbt、igct、sgct等等。由它們構成的高壓變頻器，效能優異，可以實現pwm逆變，甚至是pwm整流。
不僅具有諧波小，功率因數也有很大程度的提高。
編輯本段國產高壓變頻器的發展現狀
目前，在國內有不低於200家的低壓變頻器廠商，其大部分為ac380v的低壓產品，而在高壓大功率變頻器方面，在30家左右。由於羅蘋康沒有在中國申請專利保護，因此絕大多數廠家都採用美國羅蘋康的技術即單元串聯多重化結構。
隨著技術研究的進一步深入，在理論上和功能上國產高壓變頻器已經可以與進口變頻器相比肩，但是受工藝技術的限制，與進口產品的差距還是比較明顯。這些狀況主要表現在如下幾個方面：
① 國外各大品牌的產品正加緊占領國內市場，並加快了本地化的步伐。
② 具有研發能力和產業化規模的逐年增加。
③ 國產高壓變頻器的功率也越做越大，目前國內最大的應用做到了20000kw。
④ 國內高壓變頻器的技術標準還有待規範。
⑤ 與高壓變頻器相配套的產業很不發達。
高壓變頻器工作原理
6kv電網電壓經過副邊多重化的隔離變壓器降壓後給功率單元供電，功率單元為三相輸入，單相輸出的交直流pwm電壓源型逆變器結構，相鄰功率單元的輸出端串聯起來，形成y接結構，實現變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機。6kv電壓等級的高壓變頻器，每相由六個額定電壓為600v的功率單元串聯而成，輸出相電壓最...
高壓變頻器培訓試卷
6 變頻器的輸入功率因數高，就是說，電機的功率因數提高了。三.問答題 78分 1 簡述北京利德華福電氣技術 的經營理念和追求目標。7分 2 簡述北京利德華福電氣技術 高壓變頻器在市場上的競爭優勢。7分 3 請寫出非同步電機的轉速表示式，並具體指出式中各引數的含義。8分 4 請論述交流電機變頻調速電壓...
高壓變頻器技術協議
風機 水幫浦 變頻調速系統技改專案 技術協議 需方 供方 深圳市安邦信電子 時間 二00 年 月 日 技術協議 需方 以下簡稱甲方 供方 以下簡稱乙方 深圳市安邦信電子 甲乙雙方就 風機用高壓變頻器使用一事與甲方對該工程專案簽訂相關技術協議，並遵循深圳市安邦信電子 企業產品標準和相關國家標準，協議內...