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直接串联 IGBT高压变频器及与其它拓朴电路的比较 Circuit Contrast of High-voltage Inverter of IGBT In Series and Other Topology 信产部电子 11 院 吴忠智 610061 成都佳灵电气制造有限公司 吴加林 610043 Wu zhongzhi(The Eleventh Design Research Institute of IT Co., Ltd Chengdu city Sichuan 610061) Wu jialin (Chengdu Jialing Electric manufacture corporation Chengdu city Sichuan 610043) 摘要：高压变频器中由于逆变元件本身耐压不够高，因此需要元件或功率单元串联，再辅以多脉波，多电平等，作者在实验 及工作中对这些作了对比，指出了高压变频器的未来发展方向。 关键词：直接串联元件 功率单元多重化 多电平 Abstract: In high-voltage inverter, as inverter components cannot endure high-voltage, componets or power cells are connected in series, also multi-pulse and multi-level technology are needed.The authors contrast these in experiments and operatings, and address future development of high-voltage inverter. Keyword: IGBT in direct series high voltage inverter multi-level multi-pulse 高压变频器一般要求输出电压为3.3kV、6kV、10k V，而现在生产的开关功率元件，开关频率高，损耗小的新型元件， 一般都是用IGBT 、IGCT 。以IGBT 为例，元件最高耐压 3.3kV，按变频器设计要求，对元件选择要2 2U ，即要求3 倍 额定电压，10kV 的变频器就要耐压为30kV 的功率元件，而现在的IGBT 最高耐压只有3.3kV，因此必须串联。我们知道， 元器件串联就有个静动态均压的问题，保证每个元件同时承受一定耐压，但开关元件动作很快，动作速率可达20kHz ，在这 样高的速率下要保证10 个串联元件同时开通或关断是不可能的，所以世界上研究变频器的人都把直接串联这条路看死了， 才出现用低压 IGBT 小变频器单元串联多重化的方案。成都佳灵电气制造有限公司根据十多年变频器生产开发的经验，于 1999 年研究出直接串联IGBT 高压变频器，并申请了专利。 一、直接串联IGBT 高压变频器 直接串联IGBT 高压变频器主电路如图1 所示，从图1 中看出系统由电网高压直接经高压断路器进入变频器，经过高压 二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波，再通过逆变器进行逆变，加上正弦波滤波器，简单易行地实现高压变频输出， 直接供给高压电动机。 高 3~ 10kV 高压电机 3 10kV压 ~ 断 路 M 器 图1 串联IGBT 主电路 功率器件IGBT直接串联的二电平电压型高压变频器是采用变频器已有的成熟技术，应用独特而简单的控制技术成功 设计出的一种无输入输出变压器、IGBT直接串联逆变、输出效率达98%的高压调速系统。 对于需要快速制动的场合，采用直流放电制动装置，如图2所示。 1