中性点钳位三电平高压变频分析 点击：3473 | 回复：5
发表于：2006-02-20 10:37:00
楼主
中性点钳位三电平PWM变频器的整流部分采用12脉波二极管整流器，逆变部分采用三电平PWM逆变器。由图可以看出，该系列变频器采用传统的电压型变频器结构，通过要用高耐压的IGBT（或IGCT）功率器件，使得器件总数减少为12个（仅限于4...16kV）。
1. 中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地产生比较大的谐波分量，尤其是11次、13次谐波含量达到20%以上，因此在变频器的输出侧必须配置输出LC滤波器才能用于普通的鼠笼型电机。
同样由于谐波的原因，电动机的功率因数和效率、甚至寿命都会受到一定的影响，只有在额定工况点才能达到最佳的工作状态，但随着转速的下降，功率因数和效率都会相应降低
2. 由于目前三电平高压变频器最高输出线电压只能达到4.16kV，对于6kV高压电机，必须采用了Ｙ/△改接的办法才能满足要求，但出现故障时由于电机的电压与电网的电压不一致，无法实现旁路功能；
3. 难以实现冗余设计；
4. 这种变频器的结构虽然较为简单，但二极管数量增多、线路增多。由于每个二极管的钳位和开关性能不一致，造成中性点钳位的电压浮动，不稳定，易产生直流磁环。
发表于：2008-04-08 01:27:58
4楼
若干补充，与楼主商榷：
1. NPC逆变器的谐波含量，取决于调制方法。“11次、13次谐波含量达到20%以上”的提法，是否是基于某些调制方法或者某些特定产品？我自己的经验： 用常规空间向量调制，调制深度0.8， 开关频率570Hz，17次19次均低于5%， 11次以下低于1%。如果提高开关频率，频谱会进一步改善。但确如楼主所言，输出频谱随调制深度而变化，但最坏的情况下，11次13次也没有超过6%。
2. 目前三电平高压变频器最高输出线电压已经达到7.2kV。
3. 中性点的电压浮动： 只有当使用一个直流电源时才存在此问题，也就是上下电容充放电不平衡导致中点位不是DC电压的一半。如果使用隔离变压器，上下电容接在各自的DC电源上，则不存在中性点漂移的问题。中性点漂移的问题几年前是一个大问题，但现在已经得到圆满解决，即使使用一个直流电源。也就是说，中性点漂移问题对三电平而言，今天已经不是问题。
以上仅供参考。
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