刘 虹 孙伟远

     深圳永合科技化工有限公司（深圳518051）赵

     贤 来源：《电源技术应用》

     摘要：介绍了西门子、ab、abb、三菱等公司中压变频器的概况及选型原则。

     关键词：三电平

     矢量控制 高压igbt

    1 引言

     变频器正向着低噪声、高性能、高可靠性方向发展，通用变频器以其调速范围宽、调速精度高、动态响应快、效率高及操作方便等优点，在节约能源，控制工业生产过程，提高企业自动化生产水平等方面取得了良好的效果。随着通用变频器的广泛应用，中压变频器正在得到推广和应用。中压变频调速有多种方案，如中—低—中方案，中—低方案及中—中方案等，用户应结合本身中压电机负载的情况选择性能价格比最优的方案。本文就目前中压变频器的最新进展及应用发表一些看法供参考。

     2 中压变频器产品及概况

     （1）西门子公司

     西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、电压源型和公共直流母线型。在中压变频器应用领域，西门子公司采用中—低—中方案较好地解决了(300～630)kw/6kv电机的调速问题，即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器，在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高，价格较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。若将中压6kv电机改为690v或3300v电机，则只用降压变压器、变频器组成变频器驱动系统，即所谓中—低方案。中压变频器可用于新工程项目和技改项目，在新工程项目中，可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中，可将6kv电机改为3300v或更低电压等级的电机，虽增加了费用和工作量，但却使得电机、变频器驱动系统更加合理，中—低方案不仅解决了风机、泵等变转矩负载的调速问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载（如挤压机、提升机等转矩负载）也提供了较好的解决方案。为配套方便，西门子公司已在国内提供3300v、690v中低压电机。以下就西门子公司推出的采用高压igbt、三电平技术的直接高压中压变频器做一介绍。

     simovertmv中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理，其具有极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压igbt具有可靠性高、驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。图1为mv系统原理图。

     mv系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点，其输入变压器为三绕组，采用afe有源前端的mv变频器可用于弱电网，具有动能储备电源、飞车再起动电源和自动再起动功能。额定电机电压为2.3kv，3.3kv，4.16kv及6kv等规格。

     （2）美国a-b公司

     a-b公司中压变频器为bulletin1557系列，控制方式采用无速度传感器直接矢量控制，电机转矩可快速变化而不影响磁通，运行效果近似直流传动装置。电路结构为交—直—交电流源型，采用功率器件为gto，综合了脉宽调制技术和电流源功率结构的优点；其谐波符合ieee519-1992，a-b可提供几种方案以满足谐波抑制的要求，如标准的12脉冲或18脉冲整流器，标准的谐波滤波器或功率因数补偿器及pwm整流器等。图2为18脉冲整流器结构的bulletin1557变频器。

     a-b公司于近期推出新一代的中压变频器powerflex7000，具有系统结构简单的特点，采用sgct-对称门极换流晶闸管、电流源-pwm技术、直接矢量控制技术加上其固有的能量再生能力、制动及加减速性能好，且使用简单。

     （3）abb公司

     abb中压变频器为acs1000系列，以igct为主要开关器件、采用直接转矩控制(dtc)、三电平技术。igct是关断增益为1的gto，为解决gto关断过程中众多小阴极单元的非均匀关断和阴极电流收缩效应，将gto门极驱动器与gto集成为一个组件，使gt