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高压变频器的结构特征分析以及在变频器中使用霍尔传感器注意事项
[正文]:1.高压变频器的结构特征1.1电流型变频器 变频器的直流环节采用了电感元件而得名，其优点是具有四象限运行能力，能很方便地实现电机的制动功能。
缺点是需要对逆变桥进行强迫换流，装置结构复杂，调整较为困难。
另外，由于电网侧采用可控硅移相整流，故输入电流谐波较大，容量大时对电网会有一定的影响。
1.2电压型变频器 由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名，其特点是不能进行四象限运行，当负载电动机需要制动时，需要另行安装制动电路。
功率较大时，输出还需要增设正弦波滤波器plc维修。
1.3高低高变频器 采用升降压的办法，将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。
原理是通过降压变压器，将电网电压降到低压变频器额定或允许的电压输入范围内，经变频器的变换形成频率和幅度都可变的交流电，再经过升压变压器变换成电机所需要的电压等级。
这种方式，由于采用标准的低压变频器，配合降压，升压变压器，故可以任意匹配电网及电动机的电压等级，容量小的时侯（<500kw）改造成本较直接高压变频器低。
缺点是升降压变压器体积大，比较笨重，频率范围易受变压器的影响。
一般高低高变频器可分为电流型和电压型两种。
1.3.1高低高电流型变频器 在低压变频器的直流环节由于采用了电感元件而得名。
输入侧采用可控硅移相控制整流，控制电动机的电流，输出侧为强迫换流方式，控制电动机的频率和相位。
能够实现电机的四象限运行线路板维修。
1.3.2高低高电压型变频器 在低压变频器的直流环节由于采用了电容元件而得名。
输入侧可采用可控硅移相控制整流，也可以采用二极管三相桥直接整流，电容的作用是滤波和储能。
逆变或变流电路可采用gto ，igbt，igct 或 scr元件，通过spwm变换，即可得到频率和幅度都可变的交流电，再经升压变压器变换成电机所需要的电压等级。
需要指出的是，在变流电路至升压变压器之间还需要置入正弦波滤波器（f），否则升压变压器会因输入谐波或dv/dt过大而发热，或破坏绕组的绝缘。
该正弦波滤波器成本很高，一般相当于低压变频器的1/3到1/2的价格。
1.4高高变频器 高高变频器无需升降压变压器，功率器件在电网与电动机之间直接构建变换器。
由于功率器件耐压问题难于解决，目前国际通用做法是采用器件串联的办法来提高电压等级，其缺点是需要解决器件均压和缓冲难题，技术复杂，难度大。
但这种变频器由于没有升降压变压器，故其效率较高低高方式的高，而且结构比较紧凑。
高高变频器也可分为电流型和电压型两种。
1.4.1高高电流型变频器 它采用gto，scr或igct元件串联的办法实现直接的高压变频，目前电压可达10kv。
由于直流环节使用了电感元件，其对电流不够敏感，因此不容易发生过流故障，逆变器工作也很可靠，保护性能良好。
其输入侧采用可控硅相控整流，输入电流谐波较大。
变频装置容量大时要考虑对电网的污染和对通信电子设备的干扰问题。
均压和缓冲电路，技术复杂，成本高。
由于器件较多，装置体积大，调整和维修都比较困难。
逆变桥采用强迫换流，发热量也比较大，需要解决器件的散热问题。
其优点在于具有四象限运行能力，可以制动东芝ct维修。
需要特别说明的是，该类变频器由于较低的输入功率因数和较高的输入输出谐波，故需要在其输入输出侧安装高压自愈电容。
1.4.2高高电压型变频器 电路结构采用igbt 直接串联技术，也叫直接器件串联型高压变频器。
其在直流环节使用高压电容进行滤波和储能，输出电压可达6kv，其优点是可以采用较低耐压的功率器件，串联桥臂上的所有igbt作用相同，能够实现互为备用，或者进行冗余设计。
缺点是电平数较低，仅为两电平，输出电压dv/dt也较大，需要采用特种电动机或整加高压正弦波滤波器，其成本会增加许多。
它不具有四象限运行功能，制动时需另行安装制动单元。
这种变频器同样需要解决器件的均压问题，一般需特殊设计驱动电路和缓冲电路。
对于igbt驱动电路的延时也有极其苛刻的要求。
一旦igbt的开通、关闭的时间不一致，或者上升、下降沿的斜率相差太悬殊，均会造成功率器件的损坏. 1.5嵌位型变频器钳位型变频器一般可分为二极管钳位型和电容钳位型。
1.5.1二极管嵌位型变频器 它既可以实现二极管中点嵌位，也可以实现三电平或更多电平的输出，其技术难度较直接器件串联型变频器低。
由于直流环节采用了电容元件，因此它仍属于电压型变频器。
这种变频器需要设置输入变压器，它的作用是隔离与星角变换，能够实现12脉冲整流，并提供中间嵌位零电平。
通过辅助二极管将igbt等功率器件强行嵌位于中间零电平上，从而使igbt两端不会因过压而烧毁，又实现了多电平的输出。
这种变频器结构，输出可以不安装正弦波滤波器。
1.5.2电容嵌位型变频器 它采用同桥臂增设悬浮电容的办法实现了功率器件的嵌位，目前这种变频器应用的比较少。
1.6单元串联型变频器维修 近几年才发展起来的一种电路拓扑结构，它主要由输入变压器、功率单元和控制单元三大部分组成。
采用模块化设计，由于采用功率单元相互串联的办法解决了高压的难题而得名，可直接驱动交流电动机，无需输出变压器，更不需要任何形式的滤波器。
以6单元串联为例。
整套变频器共有18个功率单元，每相由6台功率单元相串联，并组成y形连接，直接驱动电机。
每台功率单元电路、结构完全相同，可以互换，也可以互为备用。
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变频器的输入部分是一台移相变压器，原边y形连接，副边采用沿边三角形连接，共18副三相绕组，分别为每台功率单元供电。
它们被平均分成ⅰ、ⅱ、ⅲ三大部分，每部分具有6副三相小绕组，之间均匀相位移10度。
该变频器的特点如下：① 采用多重化pwm方式控制，输出电压波形接近正弦波。
② 整流电路的多重化，脉冲数多达36，功率因数高，输入谐波小。
③ 模块化设计，结构紧凑，维护方便，增强了产品的互换性。
④ 直接高压输出，无需输出变压器。
⑤ 极低的dv/dt输出，无需任何形式的滤波器。
⑥ 采用光纤通讯技术，提高了产品的抗干扰能力和可靠性。
⑦ 功率单元自动旁通电路，能够实现故障不停机功能。
变频器中霍尔传感器使用注意事项（１）为了得到较好的动态特性和灵敏度，必须注意原边线圈和副边线圈的耦合，要耦合得好，最好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径。
（２）使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈，且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路，则其磁路被磁化，而产生剩磁，影响测量精度（故使用时要先接通电源和测量端m），发生这种情况时，要先进行退磁处理。
其方法是次边电路不加电源，而在原边线圈中通一同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值。
（３）在大多数场合，霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力，一般在距离模块5-10cm之间存在一个两倍于工作电流ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的，但当有更强的磁场干扰时，要采取适当的措施来解决。
通常方法有：① 调整模块方向，使外磁场对模块的影响最小；② 在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩； ③ 选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块电源维修；（４）测量的最佳精度是在额定值下得到的，当被测电流远低于额定值时，要获得最佳精度，原边可使用多匝，即：ipnp=额定安匝数。
另外，原边馈线温度不应超过８０℃。
霍尔传感器的特点（与普通互感器比较） 1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。
副边电流忠实地反应原边电流的波形。
而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50hz正弦波。
2、 原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压一般为2kv至12kv，特殊要求可达20kv至50kv。
3、 精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。
而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50hz正弦波形。
4、线性度好：优于0.1% 5、动态性能好：响应时间小于１μs跟踪速度di/dt高于50a/μs 6、霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。
与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms，它已不能适应工作控制系统发展的需要。
7、工作频带宽：在0-100khz频率范围内精度为１％。
在０－５khz频率范围内精度为0.5%。
8、测量范围：霍尔传感器模块为系统产品，电流测量可达50ka，电压测量可达6400v。
9、过载能力强：当原边电流超负荷，模块达到饱和，可自动保护，即使过载电流是额定值的２０倍时，模块也不会损坏。
10、模块尺寸小，重量轻，易于安装，它在系统中不会带来任何损失。
11、模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的，在很多应用中，共模电压的各种影响通常可以忽略，当达到几千伏/μs的高压变化时，模块有自身屏蔽作用x光机维修。
12、模块的高灵敏度，使之能够区分在“高分量”上的弱信号，例如：在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。
13、可靠性高：失效率：λ=0.43╳10-6/小时 14、抗外磁场干扰能力强：在距模块5-10cm处有一个两倍于工作电流(2ip)的电流所产生的磁场干扰而引起的误差小于0.5%，这对大多数应用，抗外磁场干扰是足够的，但对很强磁场的干扰要采取适当的措施
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