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(2) 功率單元串聯多電平型。如圖2。此變頻器采用多個低壓的功率單元串聯實現高壓，輸入側的降壓變壓器采用移相方式，可有效消除對電網的諧波污染，輸出側采用多電平正弦PWM技術，可適用于任何電壓的普通電機，另外，在某個功率單元出現故障時，可自動退出系統，而其余的功率單元可繼續保持電機的運行，減少停機時造成的損失。系統采用模塊化設計，可迅速替換故障模塊。由此可見，單元串聯多電平型變頻器的市場競爭力是很明顯的。

高壓變頻器（在國外稱中壓變頻器）自上個世紀九十年代中期開始在國內推廣，經過十年的發展，今天已經普遍為市場所接受，估計今年的市場容量在10億到20億元人民幣之間。

本文將從產品技術和市場兩方面分析高壓變頻器的特點。

一、高壓變頻器的產品和技術特點 上世紀八十年代到九十年代初，高壓電機要實現調速，主要采用三種方式：

（1）液力耦合器方式。即在電機和負載之間串入一個液力耦合裝置，通過液面的高低調節電機和負載之間耦合力的大小，實現負載的速度調節；

（2）串級調速。串級調速必須采用繞線式異步電動機，將轉子繞組的一部分能量通過整流、逆變再送回到電網，這樣相當于調節了轉子的內阻，從而改變了電動機的滑差；由于轉子的電壓和電網的電壓一般不相等，所以向電網逆變需要一臺變壓器，為了節省這臺變壓器，現在國內市場應用中普遍采用內饋電機的形式，即在定子上再做一個三相的輔助繞組，專門接受轉子的反饋能量，輔助繞組也參與做功，這樣主繞組從電網吸收的能量就會減少，達到調速節能的目的。

（3）高低方式。由于當時高壓變頻技術沒有解決，就采用一臺變壓器，先把電網電壓降低，然后采用一臺低壓的變頻器實現變頻；對于電機，則有兩種辦法，一種辦法是采用低壓電機；另一種辦法，則是繼續采用原來的高壓電機，需要在變頻器和電機之間增加一臺升壓變壓器。

上述三種方式，發展到目前都是比較成熟的技術。液力耦合器和串級調速的調速精度都比較差，調速范圍較小，維護工作量大，液力耦合器的效率相比變頻調速還有一定的差距，所以這兩項技術競爭力已經不強了。至于高低方式，能夠達到比較好的調速效果，但是相比真正的高壓變頻器，還有如下缺點：效率低，諧波大，對電機的要求比較嚴格，功率較大時（500KW以上），可靠性較低。高低方式的主要優勢在于成本較低。

目前，主流的高壓變頻器產品主要有三種類型：

 (1) 電流源型。如圖1。電流源型逆變部分采用SGCT直接串聯解決耐壓問題，直流部分用電抗器儲存能量，目前的技術水平可以做到7.2KV輸出電壓，所以適應國內大部分電壓為6KV這一現狀。電流源型變頻器輸入側的功率因數比較低，電抗器的發熱量較大，效率比電壓源型變頻器低，由于采用電流控制，輸出濾波器的設計比較麻煩，而兩電平變頻器的共模電壓和諧波、dv/dt問題較突出，所以對電機的要求較高。雖然電流源型變頻器有可回饋能量的優點，但是需要回饋能量的負載畢竟不是太多，尤其是通用型的變頻器，所以電流源型變頻器的市場競爭能力已經逐漸變弱。

(2) 功率單元串聯多電平型。如圖2。此變頻器采用多個低壓的功率單元串聯實現高壓，輸入側的降壓變壓器采用移相方式，可有效消除對電網的諧波污染，輸出側采用多電平正弦PWM技術，可適用于任何電壓的普通電機，另外，在某個功率單元出現故障時，可自動退出系統，而其余的功率單元可繼續保持電機的運行，減少停機時造成的損失。系統采用模塊化設計，可迅速替換故障模塊。由此可見，單元串聯多電平型變頻器的市場競爭力是很明顯的。

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