功率器件串联二电平电流型高压变频器

    这种类型的变频器多为电流源型变频器，采用大电感作为中间直流滤波环节。整流电路一般采用晶闸管作为功率元件，根据电源电压的不同，每个桥臂需由晶闸管串联，而逆变器则采用晶闸管或GTO、SGCT等功率元件串联。图2-50所示是此类变频器的结构示意图。

    图2-50    功率器件串联二电平电流型高压变频器的结构示意图

    美国罗克韦尔(A-B)公司生产的中（高）压变频器Bulletin1557系列，其电路结构为交-直-交电流源型，是采用功率器件GTO串联的两电平逆变器。它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，综合了脉宽调制和电流源结构优点，其运行效果近似直流传动装置。在Bulletin1557系列的基础上，A-B公司又推出了Powerflex7000系列新型功率器件——对称门极换流晶闸管SGCT可用来代替原先的GTO，使驱动和吸收电路简化，系统效率提高，6kV系统每个桥臂采用三只耐压为6 500V的SGCT串联。Powerflex7000系列产品具有如下特点。

    ①电流源变频器的优点是易于控制电流，便于实现能量回馈和四象限运行；缺点是变频器的性能与电机的参数有关，不易实现多电机联动，通用性差，电流的谐波成分大，污染和损耗较大，且共模电压高，对电机的绝缘有影响。

    ②Powerflex7000系列采用功率器件串联的二电平逆变方案，结构简单，使用的功率器件少，但器件串联带来均压问题，且二电平输出的du/dt会对电机的绝缘造成危害，要求提高电机的绝缘等级；且谐波成分大，需要专门设计输出滤波器，才能供电机使用。

    ③输出端采用可控器件实现PWM整流，在方便地实现能量回馈和四象限运行的同时也使网侧谐波增大，需加进线电抗器滤波才能满足电网的要求，增加了成本。

    ④由于是直接高压变频，电网电压和电机电压相同，便于实现旁路控制功能（即变频器一电网之间切换），以保证在变频装置出现故障时电机能正常运行。