完美无谐波高压变频器的原理及应用研究
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输 出 ３～１３．８ ｋＶ 电 压 的 变 频 器 在 国 内 称 为 高 压 变 频 器 ，在 国 外 称 为 中 压 变 频 器 。 高 压 主 要 是 与 低 压 变 频 器 相 对 而 言 的 ， 国 内 常 用 的 电 压 等 级 为 ３ ３００ Ｖ、４ １６０ Ｖ 、 ６ ０００ Ｖ，其 分 类 方 式 有 ３种 ：
文 章 编 号 ：１６７４—７７２０（２０１０）２１－００９７－０３
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｅｒｆｅｃｔ ｈａｒｍ ｏｎｙ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｈ ａｉ Ｌｏｎｇ （Ｊｉａｎｇｘｉ Ｊｉａｎｇｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｃｈｉｎａ）
（１）按 输 出 电压 方 式 分 为 ：高 高 型 ，直 接 输 出 高 压 ，变 频 器 输 出 没 有 升 压 变 压 器 ；高 低 高 型 ，中 间 使 用 低 压 变 频 器 ，后 面 为 升 压 变 压 器 。
（２）按 中 间 环 节 类 型 分 为 ：电 压 源 ，中 间 直 流 环 节 为 电 容 ；电 流 源 ，中 间 直 流 环 节 为 电 感 。
断 运 行 ；采 用 内部 干 式 变 压 器 和 功 率 单 元 模 块 化 设 计 ， 维 护 方 便 ；实 现 全 数 字 控 制 ；系 统 总 效 率 高 达 ９７％ 。 因 此 ，完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 被 越 来 越 广 泛 地 应 用 于 ＿丁业 生 产 。 １ 高 压 变 频 器 分 类
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｎｏｎ—ｏｖｅｒｔｏｎｅ； ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅｄ ｆ ｉ：ｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｇｅｒ； ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ
我 国有 大 量 的 功 率 传 动 机 械 ，年 耗 电 量 约 占 工 业 总 耗 电 量 的 ５０％ 。 传 统 的 调 速 方 式 效 率 极 低 ，现 代 电 力 电 子 技 术 及 计 算 机 控 制 技 术 的 迅 速 发 展 促 进 了 电 气 传 动 的 技 术 革 命 。 交 流 调 速 取 代 直 流 调 速 ，大 功 率 电 力 电 子 变 流 技 术 发 展 迅 速 。在 交 流 电 机 驱 动 领 域 ，大 容 量 的 高 压 变 频 调 速 技 术 得 到 了普 遍 应 用 ，成 为 当 今 节 约 电 能 、 改 善 生 产 工 艺 流 程 、提 高 产 品 质 量 及 改 善 运 行 环 境 的 一 种 主 要 手 段 ，其 技 术 和 性 能 胜 过 其 他 任 何 一 种 调 速 方 式 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｎｏｎ—ｏｖｅｒｔｏｎｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｇｅｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍ ｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｏ ｂｅ ｈｉｇｈ， ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｈｃｔｏｒ ｉｓ ｈｉｇｈ， ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒｔｏｎｅ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｐｅｒ ｆｅｃｔｌｙ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． ￣＇ｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｙ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｉｔ ｈａｓ ａｌｓｏ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
近 年 来 高 压 变 频 调 速 系 统 多 采 用 单 元 级 联 多 电 平 叠 加 输 出技 术 。 高 压 变 频 器 主 要 由 移 相 变 压 器 、功 率 单 元 和 控 制 器 组 成 ，这 种 技 术 比 较 好 地 解 决 了 半 导 体 耐 高 压 的 问 题 ，减 小 了 脉 动 力 矩 ，功 率 因 数 也 较 高 ，电 压 冲 击 小 ，谐 波 量 很 小 。完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 具 有 下 述 优 点 ： 体 积 小 、可 靠 性 高 、高 压 直 接 输 出 ，属 于 高 高 结 构 ，没 有 升 压 变 压 器 ；输 入 功 率 因数 在 ０．９５以 上 ，无 需 功 率 因 数 补 偿 ；正 弦 波 输 入 ，无 需 滤 波 器 ，采 用 单 元 串 联 多 电 平 ＰＷＭ 专 利 技 术 ，正 弦 输 出 波 形 ｆ无 需 输 出 滤 波 器 ）几 乎 完 美 ，适 用 普 通 电 动 机 ；应 用 功 率 单 元 自动 旁 路 技 术 ，无 间
占、。 介 绍 了 完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 原 理 ，对 其 运 行 特 性 进 行 了 分 析 ，实 际 应 用 中 效 果 良 好 。
关 键 词 ：完 美 无 谐 波 ；高 压 变 频 器 ；功 率 单 元 模 块 化
中 图分 类 号 ：ＴＮ７７３
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｅｘａｍ ｐｌｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
完 美 无 谐 波 高 压 变频器 的原 理 及 应 用研 究
Hale Waihona Puke Baidu
张 海 龙 ｆ江 西 江 特 电 气 集 团 有 限 公 司 ，江 西 宜 春 ３３６０００）
摘 要 ： 完 美 无 谐 波 高 压 变频 器 具 有 调 速 精 度 高 、功 率 因数 高 、完 美 无 谐 波 且 节 能 效 果 显 著 等 特
文 章 编 号 ：１６７４—７７２０（２０１０）２１－００９７－０３
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｅｒｆｅｃｔ ｈａｒｍ ｏｎｙ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｈ ａｉ Ｌｏｎｇ （Ｊｉａｎｇｘｉ Ｊｉａｎｇｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｃｈｉｎａ）
（１）按 输 出 电压 方 式 分 为 ：高 高 型 ，直 接 输 出 高 压 ，变 频 器 输 出 没 有 升 压 变 压 器 ；高 低 高 型 ，中 间 使 用 低 压 变 频 器 ，后 面 为 升 压 变 压 器 。
（２）按 中 间 环 节 类 型 分 为 ：电 压 源 ，中 间 直 流 环 节 为 电 容 ；电 流 源 ，中 间 直 流 环 节 为 电 感 。
断 运 行 ；采 用 内部 干 式 变 压 器 和 功 率 单 元 模 块 化 设 计 ， 维 护 方 便 ；实 现 全 数 字 控 制 ；系 统 总 效 率 高 达 ９７％ 。 因 此 ，完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 被 越 来 越 广 泛 地 应 用 于 ＿丁业 生 产 。 １ 高 压 变 频 器 分 类
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｎｏｎ—ｏｖｅｒｔｏｎｅ； ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅｄ ｆ ｉ：ｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｇｅｒ； ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ
我 国有 大 量 的 功 率 传 动 机 械 ，年 耗 电 量 约 占 工 业 总 耗 电 量 的 ５０％ 。 传 统 的 调 速 方 式 效 率 极 低 ，现 代 电 力 电 子 技 术 及 计 算 机 控 制 技 术 的 迅 速 发 展 促 进 了 电 气 传 动 的 技 术 革 命 。 交 流 调 速 取 代 直 流 调 速 ，大 功 率 电 力 电 子 变 流 技 术 发 展 迅 速 。在 交 流 电 机 驱 动 领 域 ，大 容 量 的 高 压 变 频 调 速 技 术 得 到 了普 遍 应 用 ，成 为 当 今 节 约 电 能 、 改 善 生 产 工 艺 流 程 、提 高 产 品 质 量 及 改 善 运 行 环 境 的 一 种 主 要 手 段 ，其 技 术 和 性 能 胜 过 其 他 任 何 一 种 调 速 方 式 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｎｏｎ—ｏｖｅｒｔｏｎｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｇｅｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍ ｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｏ ｂｅ ｈｉｇｈ， ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｈｃｔｏｒ ｉｓ ｈｉｇｈ， ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒｔｏｎｅ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｐｅｒ ｆｅｃｔｌｙ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． ￣＇ｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｐｅｒ ｆｅｃｔ ｈａｒｍｏｎｙ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｉｔ ｈａｓ ａｌｓｏ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
近 年 来 高 压 变 频 调 速 系 统 多 采 用 单 元 级 联 多 电 平 叠 加 输 出技 术 。 高 压 变 频 器 主 要 由 移 相 变 压 器 、功 率 单 元 和 控 制 器 组 成 ，这 种 技 术 比 较 好 地 解 决 了 半 导 体 耐 高 压 的 问 题 ，减 小 了 脉 动 力 矩 ，功 率 因 数 也 较 高 ，电 压 冲 击 小 ，谐 波 量 很 小 。完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 具 有 下 述 优 点 ： 体 积 小 、可 靠 性 高 、高 压 直 接 输 出 ，属 于 高 高 结 构 ，没 有 升 压 变 压 器 ；输 入 功 率 因数 在 ０．９５以 上 ，无 需 功 率 因 数 补 偿 ；正 弦 波 输 入 ，无 需 滤 波 器 ，采 用 单 元 串 联 多 电 平 ＰＷＭ 专 利 技 术 ，正 弦 输 出 波 形 ｆ无 需 输 出 滤 波 器 ）几 乎 完 美 ，适 用 普 通 电 动 机 ；应 用 功 率 单 元 自动 旁 路 技 术 ，无 间
占、。 介 绍 了 完 美 无 谐 波 高 压 变 频 器 原 理 ，对 其 运 行 特 性 进 行 了 分 析 ，实 际 应 用 中 效 果 良 好 。
关 键 词 ：完 美 无 谐 波 ；高 压 变 频 器 ；功 率 单 元 模 块 化
中 图分 类 号 ：ＴＮ７７３
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｅｘａｍ ｐｌｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
完 美 无 谐 波 高 压 变频器 的原 理 及 应 用研 究
Hale Waihona Puke Baidu
张 海 龙 ｆ江 西 江 特 电 气 集 团 有 限 公 司 ，江 西 宜 春 ３３６０００）
摘 要 ： 完 美 无 谐 波 高 压 变频 器 具 有 调 速 精 度 高 、功 率 因数 高 、完 美 无 谐 波 且 节 能 效 果 显 著 等 特