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引言

　　高壓變頻的方式有多種，如高-低-高方式、三電平方式、元器件直接串聯的二電平方式、單元串聯的多電平方式等。在國內發展比較快、應用比較廣的方式是單元串聯多電平方式，本文中談到的高壓變頻調速裝置除特別注明均為單元串聯多電平方式的高壓變頻調速裝置。

　　單元串聯多電平方式的高壓變頻調速裝置從組成來看主要包括輸入變壓器、功率單元、主控制器三部分。輸入變壓器的主要功能是為功率單元提供電源；功率單元主要完成三相交流輸入至單相交流輸出的整流逆變功能；主控制器主要完成所有單元的協調工作以及對外的接口功能。從控制方法的實現來說，主要有兩種途徑，一種我們稱之為集中控制型，一種稱之為智能單元型。

　　集中控制型的高壓變頻調速裝置中功率單元的spwm波是由主控制器產生，功率單元得到的是逆變橋（逆變功率元件通常為igbt）的開關控制信號和旁路開關的控制信號。單元內部經過硬件測量形成的狀態量經編碼器編碼發送給主控制器，主控制器接收所有單元的編碼進行邏輯控制。

　　當前市場上多數單元串聯多電平方式的高壓變頻調速裝置都屬于這種集中控制型的變頻裝置。

　　智能單元型的高壓變頻調速裝置中功率單元的spwm波由單元根據主控制器的調頻指令，經單元根據自身狀態修正后產生。主控制器接收單元的狀態信號進行邏輯控制并協調所有的單元同步工作。

　　上海科達機電控制有限公司研制生產的maxf系列高壓變頻調速裝置屬于智能單元型的變頻裝置。

1 智能化單元的定義

　　什么樣的單元是智能化單元呢？這里我們對智能化單元做一個定義，所謂智能化單元就是單元具有自已獨立的控制器，能夠獨立完成單元自身的測量、保護、spwm波形逆變等實時控制功能并能夠接收外部指令完成相應功能的功率單元。

　　單元具有自己獨立的控制器，也就是說單元內部需要有cpu，但并不是說單元具有cpu就是智能化單元，這個cpu需要能夠完成單元的測量、控制，也就是說單元內部可以進行a/d轉換進行模擬量測量，根據測量結果實現軟件的邏輯控制、保護功能；同時單元內的cpu需要完成單元自身的逆變控制功能，即單元自身能夠根據需要完成單相交流輸出波形，承擔了變頻控制的主要功能；為了和其它單元協調工作，單元需要具備交互控制功能，即單元可以接收指令、數據，同時也可以輸出自己的狀態和數據；總的來說，智能化單元本身就是一個三相交流輸入、單相交流輸出的低壓變頻器，具備測量、逆變、接口等所有主要功能。

2　采用智能化單元的目的

　　為什么要采用智能化單元呢？

　　（1）智能化單元是控制功能的分解，即功率單元承擔了逆變控制的主要功能，單元cpu直接控制功率元件，沒有中間環節，這樣的實時控制更加直接、控制速度更快；

　　（2）功率單元獨立完成自身的測量、保護及逆變控制，控制功能模塊化，控制功能獨立，減少了模塊控制之間的相互影響，提高了模塊控制的可靠性和獨立性；

　　（3）采用了智能化單元后，主控制器的控制邏輯簡化，cpu控制資源充足，軟件的編制簡化，軟件的可靠性得到提高；

　　（4）采用智能化單元，由于單元具有自己的cpu，具有豐富的i/o資源，可以對更多的數字量進行監控，同時可以進行模擬量測量，可以對更多的單元內部量進行監控；

　　（5）采用智能化單元，可以實現更多的功能，例如單元的投切功能，輸出波形的優化功能，調整載波頻率等；

　　（6）采用智能化單元，方便產品功能的擴充和提升。

3　智能化單元實現的功能

　　智能化單元由于具有單元自身的cpu，可以方便地實現各種功能。

　　（1）從測量方面來講，可以實現單元直流側電壓、輸出電壓、輸出電流、功率元件溫度等模擬量的測量，可以監測硬件的過壓、過流等數字量的輸入；