利德華福擴展板5.934.042MX

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高壓變頻器是用于控制高壓電機轉速的電力電子設備，其核心功能是將工頻高壓交流電（如 3kV、6kV、10kV）轉換為頻率和電壓均可調的高壓交流電，以實現電機的無級調速，達到節(jié)能、優(yōu)化工藝等目的。其運作原理可分為主電路轉換和控制邏輯兩大部分，具體如下：

一、主電路的核心轉換過程

1. 整流環(huán)節(jié)（AC→DC）

• 作用：將輸入的工頻高壓交流電轉換為直流電（脈動直流）。

• 原理：
  輸入的高壓交流電（如三相 380V 或更高）首先通過移相變壓器進行降壓或隔離（因高壓變頻器功率單元多采用低壓器件串聯，需將高壓分配到多個低壓單元），然后由整流橋（由二極管或晶閘管組成）將交流電整流為直流電。
  整流后的直流電含有一定紋波，需通過濾波電容或平波電抗器進行平滑處理，得到穩(wěn)定的直流母線電壓。

2. 逆變環(huán)節(jié)（DC→AC）

• 作用：將穩(wěn)定的直流電轉換為頻率和電壓可調的交流電。

• 原理：
  逆變環(huán)節(jié)是高壓變頻器的核心，由功率開關器件（如 IGBT、IGCT 等）組成逆變橋。通過控制芯片（如 DSP）輸出的PWM（脈沖寬度調制）信號，控制功率器件的導通與關斷時間，將直流母線電壓逆變?yōu)橐幌盗械确坏葘挼拿}沖波。
  這些脈沖波通過特定的組合（如正弦脈寬調制 SPWM），可等效合成頻率可調（0~50Hz 或更高）、電壓可調（與頻率成比例，滿足電機 “V/f 恒定” 特性）的正弦交流電，驅動高壓電機運行。

3. 高壓隔離與輸出

• 由于高壓電機需高壓供電（如 6kV），而單個功率器件耐壓有限（如 IGBT 耐壓通常在 1.2kV~6.5kV），高壓變頻器多采用功率單元串聯拓撲：將多個低壓逆變單元的輸出端串聯，疊加后形成高壓交流電，直接驅動高壓電機，無需額外升壓設備。

二、控制邏輯與調速原理