高压绿色变频器应运而生

变频调速是目前世界公认的理想的节电调速技术。然而高压变频调速器却很少使用。阻碍高压变频器推广应用的最大难题，是传统的高压变频器谐波污染大，谐波不仅消耗无功，增加线损，影响继电保护可靠运行，使电机产生附加力矩及损耗，对弱电系统进行干扰，而且还会使电网电压发生严重畸变，甚至发生电力系统安全事故。因此，高压绿色变频器应运而生。
　　谐波污染小，功率因数高
　　这种高压变频器，它是每相由多个低压变频功率单元相互串联，通过叠加来实现高压输出。给功率单元供电的二次绕组互相存在一个相位差，以实现输入电压多重化。以6千伏绿色变频器为例，每相由5个额定电压为690伏的功率单元串联，三相共有15个功率单元，分别由输入隔离变压器的15个二次绕组供电，15个二次绕组分成5组，每组之间存在12°相位差，形成相当于30脉冲整流。由于输入是30脉冲，所以理论上29次以下的谐波都可以抵消，能够在各种速度范围内获得比较满意的正弦波电压和正弦波电流，电压总畸变率只有1.2％，电流总畸变率仅为0.8％，有“完美无谐波”的美誉，不必采用输入滤波器，就能满足IEEE519-1992的严格要求。
　　可靠性高，维修方便
　　功率单元为一三相输入单相输出的PWM型变频器。由二级管组成三相桥式整流电路，整流后由4只低压IGBT逆变成单相交流输出。由于使用常规的低压IGBT，驱动电路简单，技术成熟可靠。这种高压变频器，由于采用模块化结构，所用功率单元完全相同，可以互换，每个功率单元与系统的联系仅为3个交流输入端子、2个交流输出端子和一个光纤插头，单元维修更换十分方便。不仅如此，由于采用功率单元串联结构，还可以采取功率单元旁路技术和功率单元冗余设计。如我国研制的HVF高压绿色变频器，设计了热备份热插拔保护和主回路直合保护。此外，这种变频器由于有足够的滤波电容，系统可承受－30％电源电压下降和5个周期电源丧失。
　　损耗小，效率高
　　由于这种变频器无输出变压器，也无需功率因数补偿装置、谐波滤波器等，同时由于谐波分量很小，由谐波引起电源变压器到电机的损耗大为减少，再加上IGBT驱动功率很小，峰值功率为5瓦左右，平均功率不到1瓦，开关频率较低，且不必采用均压电路和吸收电路，使变频部分效率高达98％以上，包括输入隔离变压器在内的整个变频系统的效率高达96％以上。
　　对电机及输出电缆长度无特殊限制
　　这种变频器输出电压跳变台阶为单元的直流母线电压，电压变化率很小，同时由于采用移相式PWM，电机电压的等效开关频率大大提高，且输出电平数增加。以6千伏变频器为例，输出相电压为11电平，线电压为21电平，输出等效开关频率为6千赫。电平数和等效开关频率的增加，大大改善了输出波形，降低了输出谐波，由谐波引起的电机发热、噪音、转矩脉动、共模电压都大为减少。所以这种变频器对电机无特殊要求，可直接用于任何普通高压电机，且不必降低额定容量使用，对输出电缆长度也没有特殊限制。