高壓變頻器基礎教程

1、高壓變頻器基礎教程作者:上海艾帕電力電子有限公司 竺偉前言隨著電氣傳動技術，尤其是變頻調速技術的發(fā)展，作為大容量傳動的高壓變頻調速技術也得到了廣泛的應用。高壓電機利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調速，滿足生產(chǎn)工藝過程對電機調速控制的要求，以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量，又可大幅度節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。近年來，各種高壓變頻器不斷出現(xiàn)，高壓變頻器到目前為止還沒有像低壓變頻器那樣近乎統(tǒng)一的拓撲結構。根據(jù)高壓組成方式可分為直接高壓型和高-低-高型，根據(jù)有無中間直流環(huán)節(jié)來分，可以分為交-交變頻器和交-直-交變頻器，在交-直-交變頻器中，按中間直流濾波環(huán)節(jié)的不同，可分為電壓源型和電流源型。高-低-高型變頻器采用變壓器

2、實行輸入降壓，輸出升壓的方式，其實質上還是低壓變頻器，只不過從電網(wǎng)和電機兩端來看是高壓的，是受到功率器件電壓等級技術條件的限制而采取的變通辦法，需要輸入，輸出變壓器，存在中間低壓環(huán)節(jié)電流大，效率低下，可靠性下降，占地面積大等缺點，只用于一些小容量高壓電機的簡單調速。常規(guī)的交-交變頻器由于受到輸出最高頻率的限制，只用在一些低速，大容量的特殊場合。直接高壓交-直-交變頻器直接高壓輸出，無需輸出變壓器，效率高，輸出頻率范圍寬，應用較為廣泛。我們將對目前使用較為廣泛的幾種直接高壓輸出交-直-交型變頻器及其派生方案進行分析，指出各自的優(yōu)缺點。評價高壓變頻器的指標主要有：成本，可靠性，對電網(wǎng)的諧波污染，輸

3、入功率因數(shù)，輸出諧波，dv/dt，共模電壓，系統(tǒng)效率，能否四象限運行等。順便指出，我們習慣稱作的高壓變頻器，實際上電壓一般為2.3-10KV，國內主要為3KV，6KV和10KV，和電網(wǎng)電壓相比，只能算作中壓，故國外常成為Medium Voltage Drive。高壓變頻器正向著高可靠性，低成本，高輸入功率因數(shù)，高效率，低輸入輸出諧波，低共模電壓，低dv/dt等方向發(fā)展。電流源型變頻器技術成熟，且可四象限運行，但由于高壓時器件串聯(lián)的均壓問題，輸入諧波對電網(wǎng)的影響和輸出諧波對電機的影響等問題，使其應用受到限制。對風機和水泵等一般不要求四象限運行的設備，單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型變頻器在輸入，輸出

4、諧波，效率和輸入功率因數(shù)等方面有明顯的優(yōu)勢，具有較大的應用前景。對于軋機，卷揚機等要求四象限運行和動態(tài)性能較高的場合，雙PWM結構的三電平電壓源型變頻器會得到廣泛的應用。一、電流源型變頻器電流源型變頻器(CSI：Current Source Inverter)采用大電感作為中間直流濾波環(huán)節(jié)。整流電路一般采用晶閘管作為功率器件，少數(shù)也有采用GTO的，主要目的是采取電流PWM控制，以改善輸入電流波形。逆變部分一般采用晶閘管或GTO作為功率器件。由于存在著大的平波電抗器和快速電流調節(jié)器，所以過電流保護比較容易。當逆變側出現(xiàn)短路等故障時，由于電抗器存在，電流不會突變，而電流調節(jié)器則會迅速響應，使整流電

5、路晶閘管的觸發(fā)角迅速后移，電流能控制在安全范圍內。為了對接地短路也實現(xiàn)保護，通常把濾波電抗器分為兩半，上下直流母線各串一半。電流源型變頻器的一大優(yōu)點是能量可以回饋電網(wǎng)，系統(tǒng)可以四象限運行。雖然直流環(huán)節(jié)電流的方向不能改變，但整流電壓可以反向(當整流電路工作在有源逆變狀態(tài)時)，能量可以回饋到電網(wǎng)。晶閘管目前工業(yè)應用的最高電壓為8000V左右，當電網(wǎng)電壓較高時，可采用晶閘管串聯(lián)的辦法。比如，當電網(wǎng)電壓為交流4160V時，需要2個耐壓為5KV的晶閘管串聯(lián)，才能滿足5900V峰值電壓時的耐壓要求?？紤]到器件串聯(lián)時的均壓問題和器件耐壓使用安全裕量，在工業(yè)應用中，一般使用到器件額定電壓的50-60%。晶閘管

6、串聯(lián)存在靜態(tài)均壓和動態(tài)均壓問題。均壓電阻會消耗一部分功率，影響系統(tǒng)的效率。晶閘管的通態(tài)壓降一般較低，門極觸發(fā)電路比較簡單，驅動功率較低。以6500V，4200A的晶閘管為例，通態(tài)壓降可做到1.73V，門極觸發(fā)電流僅需400mA，觸發(fā)功率僅為3W，該晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率達2000V/us，通態(tài)電流臨界上升率達250A/us(連續(xù))。由于電源側采用三相橋式晶閘管整流電路，輸入電流的諧波成份較大，為了降低諧波，可采取多重化，有的還必須加輸入濾波裝置。電流源型變頻器輸入功率因數(shù)一般較低，且會隨著轉速的下降而降低，通常要附加功率因數(shù)補償裝置。另外，電流源型變頻器還會產(chǎn)生較大的共模電壓，當沒有輸入變

7、壓器時，共模電壓會施加到電機定子繞組中心點和地之間，影響電機絕緣。電流源型變頻器的輸出電流諧波較高，會引起電機的額外發(fā)熱和轉矩脈動，必要時也可采取輸出12脈沖方式或設置輸出濾波器，當然系統(tǒng)的復雜性和成本也會增加。由于均壓電路等固定損耗較大，以及輸入功率因數(shù)較低，導致無功電流較大等原因，系統(tǒng)效率會隨著負載的降低而降低。電流源型變頻器種類較多，主要有串聯(lián)二極管式，輸出濾波器換相式，負載換相式和GTO-PWM式等。其中，前三種電流源型變頻器的逆變功率器件都采用晶閘管，輸出采用120°導通方式。GTO-PWM式電流源型變頻器采用GTO作為功率器件，逆變器一般采取電流PWM控制方式。在系統(tǒng)控制

8、上，電流源型變頻器在一般應用時采取電壓-頻率協(xié)調控制。與電壓源型變頻器可以直接控制輸出電壓不同，電流源型變頻器的輸出電壓是由輸出電流及負載決定的，所以為了實現(xiàn)電壓頻率協(xié)調控制，必須設置電壓環(huán)以實現(xiàn)輸出電壓的閉環(huán)控制。高性能時，通常采取磁場定向矢量控制，采用常見的轉速電流雙閉環(huán)，通過速度和磁通閉環(huán)調節(jié)器分別得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量，經(jīng)過極坐標變換，得到定子電流幅值和負載角，定子電流的幅值作為電流環(huán)的給定值，控制晶閘管整流電路實現(xiàn)定子電流的閉環(huán)控制，負載角和同步旋轉坐標系的位置角迭加在一起，用于逆變側晶閘管的觸發(fā)脈沖分配。電流源型變頻器對電網(wǎng)電壓的波動較為敏感，一般電網(wǎng)電壓下降15%，變頻

9、器就會跳閘停機。一、 晶閘管電流源型變頻器（一）1 串聯(lián)二極管式電流源型變頻器圖1是串聯(lián)二極管式電流源型變頻器的逆變電路結構圖。圖中C13，C35，C51和C46，C62，C24是換相電容器，利用換相電容和電機電感之間的諧振實現(xiàn)晶閘管的強迫換流，二極管VD1-VD6在換流過程中隔離電機反電勢，使它不影響換相電容的放電過程。變頻器運行與電機參數(shù)(主要是漏感)的關系較大，換相電容的容量要與電機電感和負載電流相匹配。在實際應用中，通常要根據(jù)所帶電機的不同，相應地配置換相電容的數(shù)量。2輸出濾波器換相式電流源型變頻器輸出濾波器換相式電流源型變頻器利用輸出濾波器對晶閘管進行換相，組成結構如圖2所示。濾波器

10、大概在50%轉速時提供電機所需的全部勵磁電流，在這點以上，負載(包括電機和濾波器)維持超前的功率因數(shù)。所以逆變器的晶閘管可以實現(xiàn)自然換流，濾波器的容量基本和變頻器容量相當，除了龐大的濾波電容外，濾波器還必須串聯(lián)一定量的電感，以防止產(chǎn)生過大的di/dt，影響晶閘管的安全。由于濾波器容量較大，足以讓電機自激發(fā)電，所以在濾波器輸出和電機之間必須附加一個接觸器，以防止變頻器跳閘或自由停車時，電機自激發(fā)電。龐大的濾波器的優(yōu)點是對輸出120°方波電流起到了很好的濾波作用，所以速度較高時，電機電流波形有所改善。當輸出頻率降低時，濾波器的濾波作用下降，電機電流波形的質量也有所下降。在變頻調速過程中，

11、由于輸出電壓隨著頻率的上升正比上升，電容的阻抗與頻率成反比關系，所以，隨著輸出頻率的上升，流入濾波器的基波電流幅值按照頻率的平方關系上升，直到額定值。因此，這種變頻器運行的最高頻率一般不會超過額定頻率的1.1倍，否則，當頻率過高時，變頻器無法提供濾波電容所需的無功電流。圖2 輸出濾波器換向式電流源型變頻器在起動和低速時，由于輸出電壓較低，濾波電容基本上起不到換相作用，一般采取電流斷續(xù)換相法。每當逆變側晶閘管要換相時，設法使流入到逆變器的直流電流下降到零，使逆變側晶閘管暫時關斷，然后給換向后應該導通的晶閘管加上觸發(fā)脈沖。重新恢復直流電流時，電流將根據(jù)觸發(fā)順序流入新導通的晶閘管，從而實現(xiàn)從一相到另

12、一相的換相。斷流的辦法很多，其中一種方法是在直流環(huán)節(jié)設置一直流電流旁路電路，當要關斷逆變側晶閘管時，直流環(huán)節(jié)電流被此電路所旁路，而不會流過逆變側晶閘管，晶閘管自然關斷。當下一對晶閘管需要導通時，再切斷旁路電路，恢復直流電流繼續(xù)流向逆變器(圖2)。此輔助斷流電路要能承受全部直流環(huán)節(jié)電壓，并能通過全部直流電流，時間大約幾百微秒，以保證晶閘管恢復阻斷。高壓晶閘管要求較高的阻斷電壓，帶來的負面影響是需要較長的關斷時間，因此，輔助斷流電路需要相當?shù)娜萘?。當然，輔助斷流電路不是設計成為連續(xù)運行的，只是在起動和低速時工作，使速度達到一定值，讓濾波電容能正常工作，變頻器要求能在兩種模式之間自動切換。另一種方法

13、是封鎖電源，或讓電源側整流入逆變狀態(tài)，直流環(huán)節(jié)電流迅速衰減，以達到短時間內斷流的目的。觸發(fā)新的晶閘管時再讓電源恢復。直流回路的平波電抗器對電流斷續(xù)換相是十分不利的，因此必須在電抗器兩端并聯(lián)一個續(xù)流晶閘管，當電流衰減時，觸發(fā)此晶閘管使之導通，使電抗器的能量得以釋放，以便不影響逆變器的斷流(圖3)。 輸出濾波器換相式電流源型變頻器在一些調速范圍不大(比如60-100%)的場合還是應用比較成功的。3 負載換相式電流源型變頻器（LCI）負載換相式電流源型變頻器(LCI：Load Commutated Inverter)，負載為同步電機，變頻器工作原理與輸出濾波器換相式電流源型變頻器有些類似，組成結構見

14、圖3。晶閘管的關斷主要靠同步電機定子交流反電勢自然完成，不需要強迫換相，逆變器晶閘管的換流與整流橋晶閘管的換流極其相似。變頻器的輸出頻率一般不是獨立調節(jié)的，而是依靠轉子位置檢測器得到的轉子位置信號按一定順序周期性地觸發(fā)逆變器中相應的晶閘管，LCI這種“自控式”功能，保證變頻器的輸出頻率和電機轉速始終保持同步，不存在失步和振蕩現(xiàn)象。同步電機在整個調速范圍內都必須提供超前的功率因數(shù)，以保證逆變器晶閘管的正常換相。電機必須有足夠的漏電感，以限制晶閘管的di/dt，電機也要能夠承受變頻器輸出的諧波電流，除了需要特殊的同步電機之外，LCI應用是較為成功的。尤其是在一些超大容量的傳動系統(tǒng)中，因為LCI無須

15、強迫換流電路，結構簡單，在大容量時只有晶閘管能夠提供所需的電壓和電流耐量，從電機角度來說，同步電機在大容量時，相對異步電機也有不少優(yōu)勢?，F(xiàn)在，隨著大容量自關斷器件的應用越來越廣泛，LCI應用逐漸減少。變頻器輸出電流波形和輸入電流波形極為相似，呈120°方波狀，輸出電流中含有豐富的諧波成分，諧波電流會產(chǎn)生電機的附加發(fā)熱，也會產(chǎn)生轉矩脈動。圖4為該變頻的輸出電壓，電流和轉矩。在起動和低速時，電機反電勢很小，不足以保證安全換相，因此，一般也采取電流斷續(xù)換相法。LCI的一個主要缺點就是轉矩過載能量不強。過載能力不強是因為換相造成的，為了保證利用反電勢換相的安全，要設置一定的換相提前角，比如空

16、載換相提前角設為60°，這樣一來就導致平均轉矩下降且轉矩脈動增加。一、 GTOPWM式電流源型變頻器（二）GTO-PWM式電流源型變頻器采用GTO作為逆變部分功率器件，見圖5。GTO可以通過門極進行關斷，所以它不象晶閘管那樣需要用于強迫關斷的換流電路，可使主電路結構簡化。對于額定電壓為交流6KV的變頻器，逆變器側可采用每三個6000V的GTO串聯(lián)，作為一個開關使用，一共由18個GTO組成，GTO串聯(lián)時，同樣存在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)均壓問題。GTO是在晶閘管基礎上發(fā)展起來的全控型電力電子器件，目前的電壓電流等級可達6000V，6000A。GTO開關速度較低，損耗大，需要龐大的緩沖電路和門極驅動電

17、路，增加系統(tǒng)的復雜性和成本，使其應用受到限制。GTO中數(shù)千只獨立的開關單元做在一個硅片上，由于開關不均勻，需要緩沖電路來維持工作，以限制器件承受的dv/dt，緩沖電路一般采用RCD型結構，二極管和電容必須有與GTO相同的耐壓等級，二極管要求用快恢復二極管。緩沖電路的損耗產(chǎn)生熱量，影響器件的可靠運行，并且影響變頻器的效率。為了降低損耗，也有采取能量回饋型緩沖電路的方案，通過DC/DC變換電路把緩沖電容中儲存的能量返回到中間直流環(huán)節(jié)，但增加了裝置的復雜性。GTO的開關頻率較低，一般在幾百赫茲，比如300HZ。以6000V，3000A(最大可關斷陽極電流值)的GTO為例，通態(tài)平均電流為1030A，通

18、態(tài)壓降3.5V，門極開通觸發(fā)電流1A，通態(tài)陽極電流上升率400A/us(f=200HZ條件下)，滯后時間2.5us，上升時間5us，存儲時間25us，下降時間3us，最小通態(tài)維持時間100us，最小斷態(tài)維持時間100us，開通每脈沖能耗2.5Ws，關斷每脈沖能耗16Ws。GTO的門極驅動，除了需要晶閘管一樣的導通觸發(fā)脈沖外，還需要提供相當大的的反向關斷電流，上述GTO的門極峰值關斷電流就達900A，所以GTO的門極驅動峰值功率非常大。與輸出濾波器換相式電流源型變頻器相比，GTO-PWM式電流源型變頻器輸出濾波電容的容量可以大大降低，但不能省去。因為電機可近看作漏電感再加一個旋轉反電勢組成。電流

19、源型變頻器的輸出電流幅值是由整流電路的電流環(huán)決定的。在換流過程中，由于流過電機電感的電流不能突變，所以必須有電容緩沖變頻器輸出電流和電機繞組電流的差值。電容容量的選擇取決于換流過程中允許產(chǎn)生尖峰電壓的大小。由于輸出電容的容量比起輸出濾波器換相式電流源型變頻器大大下降了,電容的濾波效果也跟著下降，輸出電流波形的質量也會下降。電機電流質量的提高可以通過GTO采用諧波消除的電流PWM開關模式來實現(xiàn)。在低頻時，輸出電流每個周期內相應的PWM波形個數(shù)較多，諧波消除會比較有效。但是，由于受到GTO開關頻率的限制，高速時諧波消除效果大大下降，圖6為該變頻器滿載時輸出電壓電流波形。若整流電路也采用GTO作電流

20、PWM控制，可以得到較低的輸入諧波電流和較高的輸入功率因數(shù)，當然系統(tǒng)的復雜性和成本也會相應增加，一般很少采用。二、 三電平PWM電壓源型變頻器在PWM電壓源型變頻器中，當輸出電壓較高時，為了避免器件串聯(lián)引起的動態(tài)均壓問題，同時降低輸出諧波和dv/dt，逆變器部分可以采用三電平方式，也稱NPC(Netural Point Clamped中心點箝位)方式，如圖7。逆變部分功率器件可采用GTO，IGBT或IGCT。圖7 三電平逆變器主電路結構 IGBT廣泛應用在各種電壓源型PWM變頻器中，具有開關快，損耗小，緩沖及門極驅動電路簡單等優(yōu)點，但電壓電流等級受到導通壓降限制。IGBT目前做到3300V，1

21、200A。3300V的IGBT組成三電平變頻器，輸出交流電壓最高為2.3KV，若要求更高等級輸出電壓，必須采取器件直接串聯(lián)，比如用2個3300V的IGBT串聯(lián)作為一個開關使用，一共使用24個3300V的IGBT，組成三電平變頻器，可做成4160V輸出電壓等級的變頻器。器件直接串聯(lián)就帶來穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的均壓問題，這樣就失去了三電平變頻器本身不存在動態(tài)均壓問題的優(yōu)點，所以一般很少采用。 以3300V，1200A的IGBT模塊為例，其飽和壓降為3.4V左右，開通延遲時間370ns，上升時間250ns，關斷延遲時間1550ns，下降時間200ns，開通每脈沖損耗2880mWs，關斷每脈沖損耗1530mWs

22、。集成在模塊內的反并聯(lián)續(xù)流二極管，正向壓降2.8V，峰值反向恢復電流1320A，反向恢復電荷740uAs。 集成門極換流晶閘管IGCT(integrated gate-commutated thyristor)是由GCT(gate commutated turn-off thyristor)和其門極控制電路集中成一體化的組件。 GCT是在GTO基礎上發(fā)展起來的新器件，它保留了GTO高電壓，大電流，低導通壓降的優(yōu)點，又改善了其開關性能。GCT采用了緩沖層設計，它使器件的通態(tài)和開關損耗可減少到原來的1/2-1/2.5，但緩沖層會導致關斷時不能盡快抽走器件 在通態(tài)時存儲的電荷，常規(guī)的GTO采用陽極短

23、路技術，為存儲電荷的抽走提供一條通路，但陽極短路和緩沖層的結合會導致極高的觸發(fā)電流和維持電流。GCT取消陽極短路，而將陽極做成可穿透型，這樣，電荷存儲時間減少至1/20，后沿拖尾電流減小20倍。同時還能在同樣阻斷電壓條件下，減少芯片厚度30%，使得導通壓降進一步降低。GTO有兩個穩(wěn)定工作狀態(tài)“通”和“斷”，在它們之間(開斷過程中)是不穩(wěn)定狀態(tài)。GCT采用一種新的低電感的驅動電路，在門極-20V偏置情況下，可獲得4000A/us電流變化率，使得在大約1us時間內，陽極電壓開始上升前，將全部陽極電流經(jīng)門極流出，不通過陰極，晶閘管的p-n-p-n四層結構暫時變?yōu)閜-n-p晶體管的三層結構，有了穩(wěn)定的

24、中間狀態(tài)，一致性好，據(jù)稱可以無緩沖電路運行。由于GCT硅片厚度減少，允許在同一GCT片上做出高效的反并聯(lián)續(xù)流二極管。GCT的門極關斷峰值電流非常大，驅動電路需要相當容量的MOSFET和相當數(shù)量的電解電容及其它元件組成，電路非常復雜，要求很高，所以一般由GCT生產(chǎn)廠家把門極觸發(fā)及狀態(tài)監(jiān)視電路和GCT管芯，甚至反并聯(lián)續(xù)流二極管做成一個整體，成為IGCT，通過光纖輸入觸發(fā)信號，輸出工作狀態(tài)信號。 IGCT作為一種新的電力電子器件，剛剛開始工業(yè)應用，其實際性能如何，還有待于現(xiàn)場應用的考驗。 目前IGCT最大容量為：反向阻斷型：4500V，4000A，逆導型：5500V，1800A。用于三電平逆變器時，

25、輸出最高交流電壓為4160V，如要求更高的輸出電壓，比如6KV交流輸出，只能采取器件直接串聯(lián)。 以5500V，1800A(最大可關斷陽極電流值)的逆導型IGCT為例，通態(tài)平均電流為700A，通態(tài)壓降為3V，通態(tài)陽極電流上升率530A/us，導通延遲時間小于2us，上升時間小于1us，關斷延遲時間小于6us，下降時間小于1us，最小通態(tài)維持時間10us，最小斷態(tài)維持時間10us，導通每脈沖能耗小于1J，關斷每脈沖能耗小于10J。內部集成的反并聯(lián)續(xù)流二極管(快恢復二極管)，通態(tài)平均電流290A，通態(tài)壓降5.2V，反向恢復電流變化率小于530A/us，反向恢復電流小于780A。 與普通的二電平PWM

26、變頻器相比，由于輸出相電壓電平數(shù)由2個增加到3個，線電壓電平數(shù)則由3個增加到5個，每個電平幅值相對降低，由整個直流母線電壓變?yōu)橐话氲闹绷髂妇€電壓，在同等開關頻率的前提下，可使輸出波形質量有較大的改善，輸出dv/dt也相應下降。與二電平變頻器相比，在相同輸出電壓條件下，這種結構還可使功率器件所需耐壓降低一半。為了減少輸出諧波，希望有較高的開關頻率，但受到器件開關過程的限制，還會導致變頻器損耗增加，效率下降，所以功率器件開關頻率一般為幾百赫茲。三電平變頻器若不設置輸出濾波器，一般需采用特殊電機，或普通電機降額使用。若輸入也采用對稱的三電平PWM整流結構，可以做到輸入功率因數(shù)可調，輸入諧波很低，且可

27、四象限運行，系統(tǒng)具有較高的動態(tài)性能，當然成本和復雜性也大大增加了。二、三電平變頻器原理 （一）圖8為三電平逆變器一相的基本結構，V1-V4代表一相橋臂中的4個功率開關，DF1-DF4為反并聯(lián)的續(xù)流二極管，DC1，DC2為箝位二極管，所有的二極管要求有與功率開關相同的耐壓等級。Ed為一組電容二端電壓，C為中心點圖8 三電平基本結構對于每相橋臂通過控制功率器件V1-V4的開通，關斷，在橋臂輸出點可獲得三種不同電平+Ed，0，-Ed，見表1。 由表1看出，功率開關V1和V3狀態(tài)是互反的，V2與V4也是互反。同時規(guī)定，輸出電壓只能是+Ed到0，0到-Ed，或相反地變化，不允許在+Ed和-Ed之間直接變

28、化。所以不存在二個器件同時導通或同時關斷，也就不存在動態(tài)均壓問題。對于由三個橋臂組成的三相逆變器，根據(jù)三相橋臂U，V，W的不同開關組合，最終可得到三電平變頻器的33=27種開關模式，見表2。采用中心點箝位方式使輸出增加了一個電平，輸出電壓的臺階降低了一半，而且很重要的一點是增加了輸出PWM控制的自由度，使輸出波形質量在同等開關頻率條件下有較大的提高。圖9為一三電平變頻器主電路結構圖。圖9 三電平變頻器 整流電路采用12脈沖二極管整流結構。逆變部分功率器件可以采用IGCT，反并聯(lián)續(xù)流二極管集成在IGCT中。由于受到器件開關損耗，尤其是關斷損耗的限制，IGCT的開關頻率為600HZ左右。直流環(huán)節(jié)用

29、二組電容分壓，得到中心點。直流環(huán)節(jié)還有di/dt限制電路，共模電抗器，保護用IGCT等。di/dt限制電路主要由di/dt限制電抗器，與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管和電阻組成，因為IGCT器件本身不能控制di/dt，所以必須通過外加di/dt限制電路，使逆變器IGCT反并聯(lián)續(xù)流二極管的反向恢復控制在安全運行范圍內，同時該電路也用于限制短路時的電流上升率。共模電抗器一般在變壓器與變頻器分開安置，且變壓器副邊和整流橋輸入之間電纜較長時采用，當變壓器和變頻器一起放置時，可以省去。其作用主要是承擔共模電壓和限制高頻漏電流，因為當輸出設置濾波器時，由于濾波電容的低阻抗，電機承受的共模電壓極小，共模電壓由輸入變壓器和逆變器共同承擔，當變壓器與變頻器之間電纜較長，線路分布電容較大，容抗下降，導致變壓器承受的共模電壓下降，逆變器必須承受較高的共模電壓，影響功率器件安全，共模電抗器就是設計用來承受共模電壓的。另外高頻的共模電壓還會通過輸出濾波電容，變壓器分布電容，電纜分布電容形成通路，產(chǎn)生高頻漏電流，影響器件安全，共模電抗器也起到抑制高頻漏電流的作用。保護用IGCT的作用是當逆變器發(fā)生短路等故障時，切斷短路電流，起到相當于快熔的作用。由于逆變電路采用IGCT作