目前高壓變頻器的特性論述

1、目前高壓變頻器的特性論述編者按】介紹了目前常用的幾種高壓變頻器特性進行了對比分析。從中敘述了各種高壓變頻器的內含技術的不同，帶來不同的變頻器和運行系統(tǒng)的傳動性能、穩(wěn)定性、可靠性、使用壽命、維護費用等性價比的質量重要指標。做到明白的選用，才能得到使用理想、投入少、返回快、經(jīng)濟實用、真正的節(jié)能回報效果。前 言目前，世界上對高壓電動機變頻調速技術的研究非?；钴S，高壓變頻器的種類層出不窮，作為用戶都希望能選擇實用而具有良好性價比的高壓變頻器，如何選擇便是值得研究的問題。知己知彼，百戰(zhàn)百勝，首先按照自己的工況擬定對高壓變頻器的技術要求，針對性的選擇高壓變頻器的方案、產(chǎn)品和售后服務，否則會出現(xiàn)應用不理想，

2、投資損失大。不同高壓變頻器的電路拓撲方案具有不同的技術水平。技術水平?jīng)Q定變頻器和傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、使用壽命、維護費用、性價比等重要指標。就如同筆記本電腦功能都基本相同，但不同的技術水平，質量價位從3000元到數(shù)萬元之差。為此，了解不同種類的高壓變頻器內含技術水平，選擇變頻器的品質與工況相結合，達到投入少、節(jié)能回報率高的理想效果。1 高壓變頻器的概念按國際慣例和我國國家標準對電壓等級的劃分，對供電電壓10kV時稱高壓，1kV10kV時稱中壓。我們習慣上也把額定電壓為6kV或3kV的電機稱為“高壓電機”。由于相應額定電壓110kV的變頻器有著共同的特征，因此，我們把驅動110kV交流電動機

3、的變頻器稱之為高壓變頻器。高壓變頻器又分為兩種性質類型，電流型和電壓型，其特點區(qū)別：變頻器其主要功能特點為逆變電路。根據(jù)直流端濾波器型式，逆變電路可分為電壓型和電流型兩類。前者在直流供電輸入端并聯(lián)有大電容，一方面可以抑制直流電壓的脈動，減少直流電源的內阻，使直流電源近似為恒壓源；另一方面也為來自逆變器側的無功電流提供導通路徑。因此，稱之為電壓型逆變電路。在逆變器直流供電側串聯(lián)大電感，使直流電源近似為恒流源，這種電路稱之為電流型逆變電路。電路中串聯(lián)的電感一方面可以抑制直流電流的脈動，但輸出特性軟。電流型變頻器是在電壓型變頻器之前發(fā)展起來的早期拓撲。2 電壓型逆變器與電流型逆變器的特點區(qū)別（1）直

4、流回路的濾波環(huán)節(jié)。電壓型逆變器的直流濾波環(huán)節(jié)主要采用大電容，因此電源阻抗小，相當于電壓源。電流型逆變器的直流濾波環(huán)節(jié)主要采用大電感，相當于恒流源。（2）輸出波形。電壓型逆變器輸出的電壓波形是SPWM高頻矩形載波，輸出的電流波形在感性負載時近似于正弦波，含有部份的高次諧波分量，輸入采用簡易濾波，便可滿足國家潛波含量標準。電流型變換器輸出的電流波形是一個交變矩形波，其輸出的電壓波形接近正弦波，含有豐富的高次諧波分量，電機易發(fā)高熱，一般使用時都要選用進口的特制電動機。輸入諧波含量極高，須采用巨大，笨重的濾波器，方能使用。（3）四象限運行。電流型逆變器由于在其直流供電側串聯(lián)大電感，在維持電流方向不變的

5、情況下，可控硅整流橋可改變電壓極性，所以很容易使逆變器運行在整流狀態(tài)，從而使整流橋處于逆變狀態(tài)，實現(xiàn)四象限運行。電壓型高壓變頻器只有二電平采用IGBT整流回饋，可四象限運行。（4）動態(tài)性能。電流型逆變器有大電感，電流動態(tài)響應較困難，需求動態(tài)力矩跟不上，特性軟；電壓型逆變器可以用電流反饋環(huán)控制，響應速度快，適應現(xiàn)代控制理論：高級的佳靈直接速度控制、富士矢量控制，ABB直接轉矩控制，次之的空間電壓矢量控制和轉差優(yōu)化F/U控制。在速度開環(huán)的條件下，可高速、高精度地實現(xiàn)對電機的磁通力矩控制，使電機特性可柔、可剛；動態(tài)性能尤好。（5）過流及短路保護是高壓變頻器關鍵的保護功能。電流型逆變器因回路中串有大電

6、感，能抑制短路等故障時電流的上升率，故電流型逆變器的過流和短路保護容易實現(xiàn)，而一般的電壓型逆變器則較為困難，只有二電平電壓型高壓變頻器設有直流電感，可抑制di/dt的上升速率，易實現(xiàn)過流保護和短路保護。（6）對開關管的要求。電壓型逆變器中的開關管要求關斷時間短，但耐壓較低；而電流型逆變器中的開關管對關斷時間無嚴格要求，但耐壓要求相對較高。（7）采用電流型逆變器需加兩個電感，并且開關管截止時所承受的電壓比電壓型高的多。目前只有AB公司有該技術方案的產(chǎn)品。從上述區(qū)別中表明電壓型高壓變頻器比電流型高壓變頻器更具應用前景。3 四種電壓型高壓變頻器的拓撲方式的特點3.1 目前電壓型高壓變頻器實現(xiàn)高壓的拓

7、撲方式近年來，隨著電力電子技術應用的發(fā)展需要，促使電力電子器件快速發(fā)展；反過來，一代新器件或一項新技術一旦克服了老器件的某些缺點，就會推動包括變頻器在內的電力電子應用裝置出現(xiàn)革命性的變化。IGBT在90年代迅速發(fā)展，絕緣性、模塊化與其工作頻率可達20kHz，使變頻器進入“靜音”時代。它沒有2次擊穿的困擾，在380V、660V異步電動機變頻調速的使用效果，被社會廣泛接受，使得低電壓變頻器的發(fā)展，在目前進入大發(fā)展的全盛時期。在電壓為1140V3-10kV的高壓電動機變頻調速中，IGBT模塊的工作電壓己遠遠跟不上使用要求。由于IGBT元件目前IGBT作到3.3kV，IGCT作到4.5kV，但也不能滿

8、足直接使用的電壓等級。又其性能差價格高昂，制造產(chǎn)品昂貴。由于IGBT元件串聯(lián)后將出現(xiàn)的一些世界級技術難題，在高開關頻率下的多環(huán)節(jié)動態(tài)dv/dt高峰值，線路電感、引線電感、母板技術、串聯(lián)同步控制、動態(tài)均壓等等，都使產(chǎn)品出現(xiàn)崩潰性的難點，被國內外業(yè)內研發(fā)專家列為研發(fā)的禁區(qū)。高壓變頻器究竟用什么器件，成為世界業(yè)內電氣設計的研究創(chuàng)造的熱門。因此，高壓變頻器在不同的歷史時期，就有不同的技術與技術產(chǎn)品出現(xiàn)：A類：風機、水泵專用高壓變頻器。驅動對象：高壓交流異步電動機風機、水泵專用（要求不高的平方轉矩和對動態(tài)控制要求不高的工況）（1）高-低-高方式，采用降壓變壓器 低壓變頻器 特殊升壓變壓器 電機；（2）1

9、2脈沖變壓器 整流 IGBT三電平兩電位重疊間接高壓方式；（3）曲拆多脈沖變壓器 整流 IGBT單元串聯(lián)多電位重疊間接高壓方式；注：間接指在變頻器變流環(huán)節(jié)中，存在利用了變壓器來進行電壓變換的過程。B類：通用高壓變頻器。驅動對象：高壓交流異步電動機；高壓交流同步電動機。負載通用類：（既可適用風機、水泵，也可使用于全程快速高轉矩控制和四象限運行的各種機械傳動控制。）（4）直接整流 IGBT元件串聯(lián)直接高壓方式；3.2 高-低-高方式電壓變換方式：降壓變壓器（R1） 低壓變頻器（R2） 升壓變壓器（R3） 電機（R4）。系統(tǒng)等效阻抗R=R1+R2+R3+R4輸出變壓器需特殊制造，成本高，功率因數(shù)低，

10、效率低，自損耗大，笨重。系統(tǒng)性能差，可用于一般工藝調速，不宜于調速節(jié)能的應用。3.3 IGBT三電平兩電位重疊間接高壓方式（簡稱：三電平高壓變頻器）電壓變換方式：電源 降壓變壓器（R1） IGBT三電平逆變器（R2） 電機（R3）。系統(tǒng)等效阻抗R=R1+R2+R3 （升壓時加升壓變壓器阻抗R4）三電平高壓變頻器又稱“中性點箝位式”（也稱NPC(Netural Point Clamped中點箝位方式)高壓變頻器，這是近幾年才開發(fā)和推出的一種高壓變頻器，高壓變頻調速系統(tǒng)采用中性點箝位三電平技術。變頻器主要由輸入12脈沖變壓器、整流器、中性點箝位回路、三電平模式逆變器、輸出濾波器、控制部分等組成。整

11、流電路一般采用二極管，箝位采用高壓快恢復二極管，逆變部分功率器件采用GTO、IGBT或IGCT。輸出電壓等級4.16kV。初期便用時由于輸出電壓與電機工作電壓不直接匹配，對6KV須將高壓電機“Y”接法改為“ ”接法。當變頻器故障時，又改回去，工頻運行。目前為可在輸出端增設一個自耦升壓變壓器，可直接用于6KV和10KV高壓電機，類似高-低-高方式。目前為ABB公司和西門子公司技術方案產(chǎn)品。3.3.1技術特征圖1 中性點箝位三電平PWM高壓變頻器主電路拓撲結構圖由圖1可以看出，該系列變頻器采用類似傳統(tǒng)的電壓型變頻器結構，關鍵技術在對中點上、下漂動處理，空載和輕載漂動小，隨負載的加重或動態(tài)變化，電容

12、難以支撐中點位，特別是各電容的容抗不等因素，箝位中點也穩(wěn)不住，箝位電壓隨之浮動。中點的浮動的幅度大小，將會產(chǎn)生輸出電壓的非對稱性，輸出諧波，波形失真，共模電壓的增大變化。其表現(xiàn)為，若輸出端在不接電抗器，直接連高壓電機運行，電動機會出現(xiàn)劇烈抖動和高熱（這是任何一種方式變頻器都不會產(chǎn)生的現(xiàn)象）。為此，三電平高壓變頻器不管電機離的遠近，都須裝輸出電抗器，解決電機振動大,噪音大的缺陷。而共模電壓的隱患導致電機絕緣老化問題。由于三電平逆變開關模式中存在的多點死區(qū)，而需長死區(qū)時間保障開關切換就帶來很高的共模電壓。其缺陷是由電路特點，硬件產(chǎn)生的，單靠優(yōu)化控制軟件，只能收到微小的效果。還需同佳靈JCS型一樣，

13、增加輸出共模抑制器方可有效。三電平在輸出電壓較低時，實際上也相當于二電平的電壓波形，其11、13、17 次諧波含量仍很高，諧波電流仍很大。若不加濾波器，還只能用供應商的專用電動機，且其輸出電壓只能達4200V，實際上是在后面加上了升壓變壓器才能達到。3.3.2 產(chǎn)品特點1）效率極低三電平變頻器的結構簡單，但二極管的增多、線路增多，況且每個IGBT的驅動波形不一致，也必將導致箝位和開關性能的不一致。功率元件的導通和關斷是由箝位二極管來保證的。箝位二極管的耐壓要求高，快恢復性能好，主器件數(shù)量多，致使系統(tǒng)結構相對復雜，而且擴展能力有限。2）變頻器容量需增大20%，投資高開關器件的導通負荷不一致。靠近

14、母線的開關和靠近輸出端的導通負荷不平衡，這樣應導致開關器件的電流等級不同。在電路中，如果按導通負荷最嚴重的情況設計器件的電流等級，則每相有2*(m-2)個外層器件的電流等級過大，造成浪費。變頻器輸出線電壓4.16kV，電機三角形接法為3.3kV，變頻器輸出必降壓設定為3.3kV。變頻器將產(chǎn)生無用功率為：4.16kV3.3kV=0.86kV在使用選型時，變頻器的容量至少需增加20%的匹配容量，而增大投資。3）由于需星 / 三角變換裝置，才能實現(xiàn)工頻 / 變頻切換對于6kV高壓電機，三電平變頻器采用/改接的辦法，將型接法的6kV電機改為接法。但在進行了/改接后，電機的電壓與電網(wǎng)的電壓不一致，無法實

15、現(xiàn)旁路功能，當變頻器出現(xiàn)故障時，又要保證生產(chǎn)的正常進行，必須首先將電機改回型接法，再投入6kV電網(wǎng)。為此，電機的改接必須加裝/切換柜實現(xiàn)，以便實現(xiàn)旁路功能。4）輸出諧波含量大，需要專用變頻電機。由于三電平變頻器，所固有的輸出波形中含高的諧波分量，使得輸出性能不良好。輸出電流、電壓波形見圖2。低速區(qū)變頻器的波形極差，基本上不能滿足工況的要求。因此，在變頻器的輸出側必須配置LC濾波器才能用于普通的鼠籠型電機。同樣由于諧波的原因，電動機的功率因數(shù)和效率、甚至壽命都會受到一定的影響，只有在額定工況點才能達到最佳的工作狀態(tài)，但隨著轉速的下降，功率因數(shù)和效率都會相應降低。輸出電壓諧波5.、7高，11次、1

16、3次諧波達到20%以上，會引起電動機諧波無功發(fā)熱、轉矩脈動，這對電纜和電動機都是致命的影響。因此，外商一般都力薦采用專用電動機。3.4單元串聯(lián)多重化變頻器曲拆多脈沖變壓器 整流 IGBT單元串聯(lián)多電位重疊間接高壓方式電壓變換方式：電源 變壓器（R1） 單元串聯(lián)變頻器（R2） 電機（R3）系統(tǒng)等效阻抗R=R1+R2+R33.4.1 主電路單元串聯(lián)多重化技術高壓變頻器，是利用移相主變壓器降壓，再通過多個低壓單相變頻器（圖3a）串聯(lián)和控制器結構組成。各功率單元由一個曲拆多繞組的移相主變壓器降壓供電。變壓器是單元串聯(lián)高壓變頻器設備電路結構中的一個重要部件。3kV有12個功率單元，每4個功率單元串聯(lián)構成

17、一相。6kV系列有15個功率單元，每5個功率單元串聯(lián)構成一相。10kV系列有21個功率單元，每7個功率單元串聯(lián)構成一相。移相變壓器中，變頻器6kV時需要3×5個繞組，引出主接線頭48根，（10kV時需3×7個繞組，引出主接線頭66根，）。變壓器輸入端采用內部三角形，輸出為外部星形的延邊三角形接法，見圖3。所謂多重化技術就是每相由幾個低壓PWM功率單元串聯(lián)組成，各功率單元由一個多繞組的隔離變壓器多級移相疊加的整流方式供電，由CPU實現(xiàn)控制再以光導纖維隔離驅動。輸出側由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電。通過對每個單元的PWM波形進行重組多重化?？蓪崿F(xiàn)輸入端

18、（變頻器在高頻段輸出50Hz時）條件下有較低的諧波含量（輸出端諧波含量高）。圖（3b）為6kV變頻器的主電路拓撲圖，每組由5個額定電壓為690V的功率單元串聯(lián)，因此相電壓為690V×5=3450V，所對應的線電壓為6000V。每個功率單元由輸入隔離變壓器的15個二次繞組分別供電，15個二次繞組分成5組，每組之間存在一個12°的相位差。以中間接法為參考(0°)，上下方各有兩套分別超前（12°、24°）和滯后（12°、24°）的4組繞組。所需相差角度可通過變壓器的不同聯(lián)接組別來實現(xiàn)。圖3e中的每個功率單元都是由低壓（IGBT）構

19、成的三相輸入，單相輸出的低壓PWM電壓型逆變器。每個功率單元按預編程時序輸出不同相位差的PWM電壓為1、0、1三種狀態(tài)電平，每相5個單元成階梯疊加，就可產(chǎn)生11個不同的梯度電平波形，圖4為一相合成的輸出正波包絡電壓波形。這種電壓波形對電單元串聯(lián)機無特殊要求，可用于普遍籠型電機。這種多重化技術構成的高壓變頻器，也稱為單元串聯(lián)電壓型變頻器，采用功率單元串聯(lián)雙“Y”回路，采取變壓器多繞組別分組分壓整流單元均壓，單元電平疊加，變頻器輸出高電壓的正弦波包絡階梯電壓波形。適應普通籠型電機的變頻調速驅動。多重化被稱為“完美無諧波”，是外國某公司營銷技術名詞，以為中國人對變頻技術的不了解，用輸入端滿載諧波含量

20、作誤導宣傳，是概念混淆，偷梁換柱的說法。事實上，變頻器產(chǎn)生的諧波應嚴格分為兩個部分即：1、輸入端諧波含量指標，指變頻器對電網(wǎng)產(chǎn)生的騷擾作用。2、輸出端諧波含量指標，指變頻器的高頻輻射和對電動機產(chǎn)生的運轉脈動性、溫升、絕緣老化、軸承疲勞的副作用。實際上人們都知道變壓器本身在作隔離功能的同時將產(chǎn)生新的諧波源，完全正弦的工頻變壓器都存在的勵磁諧波，那非線性整流疊加的的變壓器怎能“完美無諧波”。諧波還是有的，可以說：輸入端諧波含量低，符合標準。事實上GB/T14549-93，電能質量，公用電網(wǎng)諧波和GB/T12668.4高壓變頻器標準中的輸入諧波含量指標，許多高壓變頻都可達標到。單元串聯(lián)多重化是在輸出

21、端建立在120o方波的基礎上，變頻器在額定頻率、額定重負載時其波形較好，諧波含量較低。在低頻段或輕負載時波形畸變大，輸出三相電壓非對稱性頻擺加大，電機磁鏈脈動增大，電機中性點與變頻器中性點出現(xiàn)電位差，諧波劇增。由于這種結構的變頻器中存在變壓器，如果電機的中性點沒有接地，電機就存在共模電壓。當電機的中性點接地后，共模電壓仍然存在，沒有消失，通過接地點轉移到變壓器上。讓變壓器來承受共模電壓對絕緣的沖擊和諧波熱能。這就是這什么單元串聯(lián)高壓變頻器變壓器易壞的主要原因之一。變頻器往往是用于低于工頻下作節(jié)能運行的，這對電機壽命是極為不利的。外國某公司高壓變頻器在中國的初期應用中都須更換由他們生產(chǎn)的專用電機

22、。也間接表明單元串聯(lián)多重化變頻器的輸出諧波嚴重性。3.4.2 單元串聯(lián)多重化變頻器的技術特點（1）是一種單變壓器高低高的有效方式。采用功率單元串聯(lián)電壓相加回路，采取變壓器多繞組別分組分壓整流單元均壓，單元電平疊加，變頻器輸出高電壓的階梯電壓波形，經(jīng)電機定子電感濾波，相電壓為正弦波（實際上就任何變頻器輸出波形很差，只要經(jīng)電機定子電感濾波，相電壓都為正弦波）。（2）成熟技術易于組合不同電壓輸出的要求。由于采用功率單元串聯(lián)，采用低壓變頻器成熟技術，由低壓IGBT組成逆變單元，通過串聯(lián)單元的個數(shù)適應不同的輸出電壓要求；（3）功率單元模塊化、標準化、單元間具有互換性。由于多功率單元具有相同的結構及參數(shù)，

23、便于單元間具有互換性，實現(xiàn)冗余設計，即使在個別單元故障時也可通過單元旁路功能將該單元短路，系統(tǒng)仍能降額地可運行。（4）實現(xiàn)工 / 變頻切換操作簡單。若考慮變頻器故障后的工頻運行，可增設一個簡單切換裝置，可方便地通過倒切開關，切換到工頻運行。（5）需制造復雜而昂貴的移相變壓器。由于系統(tǒng)中存在著必須的移相變壓器，系統(tǒng)效率再提高不容易實現(xiàn)；移相變壓器中，6kV三相6繞組×3（10kV時需12繞組×3）延邊三角形接法，在三相電壓不平衡（實際上三相電壓是不可能絕對平衡的）時，產(chǎn)生的內部環(huán)流，必將引起內阻的增加和電流的損耗，也相應的就造成了變壓器的銅損增大。此時，再加上變壓器的鐵芯的固

24、有損耗（勵磁功率是為不變因數(shù)），變壓器的效率就會降低。也就影響了整個系統(tǒng)的效率，并隨負載率的降低效率更要降低。變頻器系統(tǒng)平均效率低。如果變壓器損壞，維修極復雜，費用極高?？傎M用至少在購價的45%左右。（6）輸入諧波重載時含量低。由于采用了必要的移相變壓器，實現(xiàn)多組整流，間接地獲得了輸入端的低諧波含量指標。（7）使用的功率單元及功率器件數(shù)量太多，6kV系統(tǒng)要使用150只功率器件（90只二極管，60只IGBT）；移相主變壓器接點太多，接線復雜，系統(tǒng)的內阻和損耗增大，。驅動元器和連線多。相應長期使用中故障必然多，維護復雜且工作量大。（8）輸出電壓波形在額定負載時尚好，低于25Hz以下畸變突出，諧波含

25、量大增。電機從0Hz起動時振動大，電機溫度高，不能快加速的原因；（9）只能用于風機水泵的變頻調速。（10）動態(tài)特性軟，響應速度慢，加速和減速時間長。（11）不易用于含有制動工況的機械轉動；不易實現(xiàn)能量回饋的四象限運行，且無法實現(xiàn)制動。（12）裝置的體積太大，重量大，安裝占地面積大。3.5 IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器（通用高壓變頻器）直接整流 IGBT元件串聯(lián)直接高壓方式 （無內含輸入變壓器）在中高壓領域，矛盾的焦點是自關斷功率器件如IGBT的耐壓問題，對3kV、6kV、10kV或更高的工作電壓IGBT的耐壓短期內是無法解決的，而對高速功率開關器件的串聯(lián)問題是全世界公認都未解決的尖端難題。電

26、壓變換方式：電源 IGBT元件串聯(lián)直接高壓器（R1） 電機（R2）。系統(tǒng)等效阻抗R=R1+R23.5.1主回路前面已討論多電平、多重化的優(yōu)點，而現(xiàn)代PWM 控制技術的發(fā)展水平，產(chǎn)生的電壓波形能基本消除低次諧波，二電平比三電平整體效果更好，與多重化相差不大，在低頻段波形優(yōu)于多電平和多重化。同時多電平、多重化帶來的問題與直接串聯(lián)比是相當多的。3.5.2 靜、動態(tài)性能直接串聯(lián)二電平可以像低壓變頻器一樣加直流制動電路或能量回饋，其動態(tài)性能也可以像低壓變頻器一樣優(yōu)越，其電路仍很簡單。這對于多電平，特別是多重化并不容易。使它只能用于一些調速要求不高的場合。為此，IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器（通用高壓變頻

27、器）應用了佳靈的核心DSC技術。直接速度控制（DSC）對交流傳動來說是一個最優(yōu)的電機控制方法，它可以對所有交流電機的核心變量進行直接控制。不需在電動機轉軸上安裝脈沖編碼器來反饋轉子位置信號而具有精確的速度和轉矩的控制技術。極其關鍵的是控制中不受定子溫度和轉子溫度變化引起對電機參數(shù)變化的影響（矢量控制受定子溫度影響變差，直接轉矩控制受轉子溫度影響變差）。DSC開發(fā)出交流傳動中前所未有的能力并給所有的應用提供了優(yōu)秀服務。DSC 直接速度控制，是交流傳動領域電機控制方式的一次革命，它從零速開始不使用電機軸上的脈沖碼盤反饋就可以實現(xiàn)電機速度和轉矩的精確控制。在零速度時能產(chǎn)生滿載轉矩。在DSC中，定子磁

28、通、轉子磁場和轉速被作為主要的控制變量。以滑差為誤差，以轉矩為調節(jié)量，以魯棒性設計控制，確保穩(wěn)定性和可靠性。高速數(shù)字信號處理器與先進的電機軟件模型相結合使電機的狀態(tài)每秒鐘被更新4萬次。由于電機狀態(tài)以及實際值和給定值的比較值被不斷地更新，逆變器的每一次開關狀態(tài)都是單獨確定的。這意味著變頻器可以產(chǎn)生最佳的開關組合并對負載擾動和瞬時掉電、網(wǎng)壓波動等動態(tài)變化做出快速響應。在DSC中不需要對電壓，頻率分別控制的PWM調制器。開環(huán)動態(tài)速度控制精度可以達到閉環(huán)磁通矢量控制的精度。DSC靜態(tài)速度控制精度為標稱速度的0.1%04%（50Hz2Hz），它滿足了絕大多數(shù)的工業(yè)應用。當要求更精確的速度調節(jié)時，可以加裝

29、脈沖編碼器可選件。DSC的開環(huán)轉矩階躍上升時間小于 5毫秒，而不帶速度傳感器的磁通矢量控制變頻器的開環(huán)轉矩階躍上升時間卻多于100毫秒，與直接轉矩控制同等，轉矩脈動0.3%比直接轉矩控制優(yōu)。JL5000變頻器其優(yōu)良的魯棒性，即可靠性穩(wěn)定性是無與倫比的。3.5.3 復雜程度相比較，三電平要多6 個快速二極管，五電平就更多了。多電平每個開關都要獨立控制；多重化每個單元上的4 個開關器件都要獨立控制，并且都存在笨重、復雜、成本高、自損大的輸入變壓器。IGBT元件直接串聯(lián)無輸入變壓器組成的同一組件都只需一個開關量控制。其高效性和可靠性從原理上講就高許多。3.5.4 節(jié)能效果多重化為得到若干組不同的獨立電壓，變壓器采用延邊三角形法，很難得到三相平衡的移相電壓。這必然形成環(huán)流，增大銅、鐵損耗，并且負載變化不大，而數(shù)百個變壓器的內外接頭也將增大損耗，降低可靠性。輸入變壓器，降低了效率。應用變頻器是為了獲取節(jié)能產(chǎn)生經(jīng)濟效益為主要目的。IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器在同等工況多節(jié)能5%以上，在更高效的節(jié)能設備運用若干年后產(chǎn)生的效益，也是很可觀的。以2000kW 的高壓變頻器為例，僅變壓器的自損耗一年就達360 天×24h×100kW×0.5 元/KW