摘要：介绍了一种新型变压嚣耦合的串联中压大功率变频器的基本工作原理与控制方法。
1 引言
近20 年来，工业发达国家，尤其是日本、法国、德国都非常重视节能技术的发展和研究。他们一方面在高性能大容量交流电机传动技术的研究和应用方面远远走在了前面，另一方面他们还大力开拓调速技术市场，不断地扩大应用范围，使电动机调速技术成为一个具有相当实力的产业部门。中功率级的变频器已有产品大量投入市场，并应用于电力机车、船舶电力推进、轧钢、造纸等高性能系统中。此外，其他70％的电动机也采用了各式各样的调速节能技术，应用于各个领域，如风机、泵类、压缩机、提升机、运输机、破碎机、滚磨机、轧机、纺织机、卷烟机及空调机等设备的传动中，遍及冶金、化工、发电、机械、建材、石油、交通、纺织、造纸、煤炭、农业等生产领域及国防部门，从而大大降低了单产能耗，并在相当程度上获得了产品质量效益、产量效益和环保效益。
从20 世纪80 年代以来，我国在电动机调速技术的开发和应用方面有了较大的发展，但与发达国家相比还相当落后。国内调速装置主要是晶闸管直流电机调速，大多数用于冶金、化工、矿井提升及石油钻机等。这类系统虽然制造技术成熟，但有很多缺点：直流电机造价高，维护工作量大，对电网污染严重，正处于被淘汰状态。在大功率交流调速方面国内也做了一些研究工作，并生产了一些国产交流凋速装置，但大多数是晶闸管交一交变频调速，成本高，性能差，对电网污染严重．功率因数低，无功损耗大。本文介绍一种新型变压器耦合的串联中压大功率变频器，其主要思路是用变压器将3 个三相半桥式常规逆变器单元的输出电压叠加起来，实现中压输出。并且3 个常规逆变器可以采用同一种控制方式，使电路结构和控制方法大大简化，很适合我国研制生产。这种变频器构思巧妙，性能优越。
1、电路组成与工作原理
2000 年E．Cengelci 在文献中提出了一种新型的变压器耦合式三相半桥逆变器单元串联叠加的中压大功率变频器电路，其主要原理是：用一个变比为1：l 的三相变压器，将3 个相同的三相半桥式逆变器相同相位的线电压，同极性地串联在一起进行叠加，以实现中电压输出。3 个常规的三相半桥式逆变器可以采用相同的SPWM 控制方式，使变频电路大大简化。图1为这种新型变频器的主电路结构与电压电流关系图，其中图l（a）为主电路结构图，图l（b）为变压器绕组图，图1（c）为电压电流关系图。这种新型的变频器由以下3 部分组成。
（1）输入电路 是18 脉波整流器，其作用是分别向3 个三相逆变器提供直流电源，并提高变频器的市电输入功率因数，减少对市电电源的污染，实现输入电流无谐波。
（2）逆变电路 由3 个相同的三相半桥式逆变器组成，其作用是将3 个独立的直流电源，逆变成3 组相同的三相交流电。
（3）三相变压器 由三柑铁芯构成，其作用是将3 个半桥式逆变器相同相位的线电压，同极性地串联在一起进行叠加，以实现中电压输出一变压器的变比是1：l，其结构型式如图l（b）所示。
