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探讨高压鼓风机变频控制的奥秘点击次数：653 更新时间：2017-05-24
由于高压鼓风机功率较大。其功率可能占到电网容量的相当大一部分，因此其开?；驮诵锌赡芏缘缭吹缪乖斐捎跋?。另外，变频器如果输出高次谐波成分过高，会造成电机的过热、产生共模电压问题。为实现风机的调速节能运行，并考虑到高压大容量设备的技术要求，本文设计了高压鼓风机变频调速系统。
高压鼓风机调速系统的结构及功能单元串联多电平电压源型变频器采用若干个低压功率单元串联的方式实现直接高压输出，其结构如所示，采用的变压器为多重化隔离变压器，一次侧输人高压，二次侧输出相互隔离的低压，供给各个功率单元，即图中的各个H桥，系统的三相结构类似。
逆变器部分采用多电平移相脉冲宽度调制（PSPWM）技术，同一相的功率单元输出相同的基波电压，但串联各单元的载波依次错开一定的相位，使叠加出来的是13阶梯的正弦调制波。
输出电压非常接近正弦波，且几乎不含有低次谐波。将相邻功率单元的输出端串接起来，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。为6kV电压等级变频器的输出相电压波形，由图可见，波形十分接近正弦波。
每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，因而很小。使得电动机绝缘不会受到影响。功率单元采用较低的开关频率。以降低开关损耗，且可以不用浪涌吸收电路，提高变频器的效率。由于采取多电平移相式PWM技术，等效输出开关频率很高，且输出电平数增加，可大大改善输出波形，降低输出谐波，谐波引起的电动机发热。噪声和转矩脉动都大大降低。所以这种变频器对电动机没有特殊的要求，可用于普通的高压电动机，且不必降额使用。由于输出很低，不会产生输出电缆较长时行波反射引起的浪涌电压增加而造成电动机绝缘破坏问题，所以对变频器输出至电动机之间的电缆长度没有特殊限制。
与采用高压器件直接串联的变频器相比，采用这种主电路拓扑结构会使器件的数量增加，对于6kV变频器，六单元串联的结构共使用72个低压IGBT，但低压IGBT门极驱动功率较低，其峰值驱动功率不到5W，平均驱动功率不到1W，驱动电路非常简单。由于开关频率很低，且不必采用均压电路和浪涌吸收电路，所以系统在效率方面仍具有较大的优势，满载时，变频器效率可达98.5%以上，包括输人变压器和变频器的总体效率一般可高达97*.由于功率单元采用电容滤波的电压源型结构，变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行（降额运行），并且在电网瞬时断电5个周期内还能满载运行。功率单元中采用目前低压变频器中广泛使用的低压IGBT功率?？?，技术成熟、可靠。
高压鼓风机由于采用二极管不可控整流电路结构，所以变频器对浪涌电压的承受能力较强，雷击或开关操作引起的浪涌电压可以经过变压器（变压器的阻抗一般为8%左右）产生浪涌电流，经过功率单元的整流二极管给滤波电容充电。滤波电容足以吸收进人到单元内的浪涌能量。
功率单元与主控系统之间通过光纤进行通信，以解决强弱电之间的隔离问题和干扰问题。功率单元采用?？榛峁?、所有的功率单元可以互换，维修也比较方便，每个单元只有3个输人、2个输出电气连接端和一个光纤插头与系统连接，所以功率单元的更换十分方便。采用功率单元自动旁路技术可使变频器在功率单元损坏的情况下继续运行，大大提高系统的可靠性。
若采用冗余功率单元设计方案，即使在某个功率单元损坏的情况下，还能满载运行。由于采用二极管整流电路，所以能量不能回馈电网，不能四象限运行，主要应用领域为风机和水泵类负载。
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