在國際能源短缺和全球變暖的嚴峻形勢下，降低能源消耗和溫室氣體排放迫在眉睫。實踐證明，在一定的工作條件下，工業電機節能是一種有效的途徑。據統計，我國有4000多萬只需調速節能的風機，年耗電量約1500億kWh，節能潛力450億kWh/年。
節能效果顯著的高壓變頻器之所以在前期推廣緩慢，一方面是一次性投資大，部分產品可靠性不高，另一方面變頻器的應用會帶來一些新的問題，比如電網諧波污染、電機諧波損耗發熱、電機絕緣老化等。隨著國家對節能減排的重視和變頻器技術的發展，高性價比高壓變頻器的應用越來越多。普通變頻器往往有較高的DI/DT和DU/DT的電應力，電路輸出含有較高的諧波。采用合理的電路拓撲可以有效降低DI/DT和DU/DT，采用合理的控制算法可以降低諧波輸出，從而大大提高變頻器的可靠性，減少諧波對電網的污染。然而，基于IGGT器件的平高逆變器產品的輸出諧波含量小于2%，效率高達98%。
1變頻器技術介紹
與兩臺平高電壓(6kv)逆變器串聯的單個功率管額定電壓為6000232800(V)，最大工作電壓達到2800  1.15  1.08  3500 (V)(考慮15%過壓和8%變壓器阻抗)，對單管吸收回路及其控制提出了很好的建議，從圖1和圖2可以看出，級聯產品每個功率管的額定電壓為6000因此，實現兩電平拓撲高壓逆變器比級聯逆變器困難得多。雙功率平高電壓(6kV)變頻器具有以下特性：
(1)級聯逆變器需要150個功率管，而兩電平逆變器只需要36個功率管，因此兩電平逆變器的故障概率可以大大降低，可靠性可以大大提高；
(2)級聯逆變器變壓器出口45個，而兩電平逆變器只有9個，明顯降低了故障概率；
(3)級聯逆變器不允許將電機放在離逆變器太遠的地方，以免因機端反激而導致逆變器保護異常甚至逆變器和電機損壞，而兩電平逆變器有Lc濾波環節，因此輸出電纜沒有大的DU/DT，機端也沒有反激現象，所以沒有這種限制；
(4)能量流方面，兩電平變頻器只需對整流電路稍加改造就能實現4象限運行，這是目前級聯變頻器技術無法實現的。
(5)兩電平變頻器用高壓金屬薄膜電容代替電解電容，可使整機壽命超過10年，這也是級聯變頻器難以實現的。
基于IGCT器件的兩電平技術介紹
圖3是雙功率平高電壓變頻器的主電路拓撲。逆變部分采用高耐壓大電流功率開關器件IGCT，內部集成反并聯續流二極管；為了減少對電網的影響，整流電路采用18脈波二極管整流結構。其核心技術是特定諧波消除技術、Lc濾波技術和多IGCT系列均壓技術。
在設計中，具體的消諧技術和LC濾波技術完美結合，取得了理想的效果。實驗測得的兩臺平高電壓逆變器的輸出電壓和電流波形如圖如圖4所示，其中幾乎沒有諧波，du/dt大，對電機絕緣無損傷；同時，將濾波電容中點接地可以消除共模電壓(即消除電機軸向電壓)，從而不影響電機的使用壽命。
基于IGCT器件的雙功率平高電壓變頻器的設計難點在于多個串聯功率管的動態均壓。經過嚴格的計算、精確的仿真和反復的試驗改進，得到了額定電流條件下功率管關斷均壓的實測波形，如圖如圖5所示。在圖5中，第二峰值電壓分別為3525伏、3360伏和3240伏，三個功率管的電壓與平均電壓的偏差小于5%，達到了良好的均壓效果。如動態均壓電路的如圖6所示，該電路不僅帶來了良好的均壓效果，而且在IGCT導通的瞬間造成了過大的DI/DT，這是IGCT器件所不允許的。從抑制DI/DT的角度來說，需要增加電阻值，但是大的電阻必然會降低動態均壓的效果。因此，圖5所示的電壓均衡不是最佳結果，而是考慮di/dt后的綜合結果。
4結論
從以上分析可以看出，平高電壓變頻器性能優異，在降低輸出諧波含量、提高變頻器效率、延長電機使用壽命、提高系統工作穩定性方面具有很大優勢。在電力系統、煤礦、城市供水等對設備可靠性和安全性要求較高的應用中，采用輸出諧波含量低、對負載損害小的雙功率平高電壓變頻器是一種很好的選擇。