单元串联多重化电压源型高压变频分析
日期：2006-9-8 单元串联多重化电压源型高压变频器是利用低压单相变频器串联，来弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电。 
图1为6kV变频器的主电路拓扑图。 
图2五单元串联高压变频器电气框图, 图2中的每个功率单元都是由低压绝缘栅双极型晶体管（IGBT）构成的三相输入，单相输出的低压的PWM电压型逆变器。其缺点是：1.由于系统中存在着变压器，所需电缆多，系统效率再提高不容易实现，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成题； 2.移相变压器中，6kV三相6绕组×3（10kV时需12绕组×3）延边三角形接法，在三相电压不平衡（实际上三相电压是不可能绝对平衡的）时，产生的内部环流，必将引起内阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，从而也就影响了整个高压变频器的效率；3.10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率只能达到96%，但在轻负荷时，效率低于90%；4.线路接点多，功率单元及功率器件数量多，6kV系统要使用150只功率器件（90只二极管，60只IGBT），故障点相应的增多一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从造成而谐波含量也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏；5.无法实现能量回馈四象限运行，且无法实现制动；6.输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出。
图1为6kV变频器的主电路拓扑图。 图2五单元串联高压变频器电气框图, 图2中的每个功率单元都是由低压绝缘栅双极型晶体管（IGBT）构成的三相输入，单相输出的低压的PWM电压型逆变器。其缺点是：1.由于系统中存在着变压器，所需电缆多，系统效率再提高不容易实现，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成题； 2.移相变压器中，6kV三相6绕组×3（10kV时需12绕组×3）延边三角形接法，在三相电压不平衡（实际上三相电压是不可能绝对平衡的）时，产生的内部环流，必将引起内阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，从而也就影响了整个高压变频器的效率；3.10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率只能达到96%，但在轻负荷时，效率低于90%；4.线路接点多，功率单元及功率器件数量多，6kV系统要使用150只功率器件（90只二极管，60只IGBT），故障点相应的增多一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从造成而谐波含量也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏；5.无法实现能量回馈四象限运行，且无法实现制动；6.输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出。