  一、输出线路电抗器
    将电抗器接入线路将增加上升时间，但其影响却随条件而异。
    (1)假如电缆很短，从而使反射效果在上升时间内发生叠加，即假如上升时间**出电缆长度的临界值，则电抗器的接人是有益的。
    (2)假如电缆长度很长，电抗器对于尖峰电压（理论上此时电抗器的影响不明显）或振荡周期的影响可以忽略不计，但是却将增加每次过冲的持续时间，从而增加局部放电的概率，则电抗器的接人是有害的。
    在电动机和变频器之间接入一个串联的线路电抗器，不像前面所说的那样简单，因为电抗器将增加或改变电抗器和集中电容之间产生减幅振荡的模式。此类振荡模式为纯传输线模式，并且可能对电压产生倍增效应。有些线路电抗会有助于短路保护。假定接地电流受到其他措施的限制，则耦合电抗器的接入将是有利的。
    二、正弦波滤波器
    此类滤波器的作用在于滤除在逆变器输出的由PWM载波频率引起的谐波，从而使逆变器的输出电压为正弦波。这种类型的滤波器较适于低性能的传动系统。表12-10列出了PWM调制VSI变频器用的滤波器选择。
    在逆变器输出侧采用滤波器带来一些实际的问题：
    (1)增加了变频器的价格。
    (2)滤波器的功耗和滤波器电抗引起的压降。
    (3)由于在滤波器电感、电容和直流环节电容之间的环流，使得电力电子器件的定额值略有降低。
    (4)由于正弦波滤波器引起的时延，使转矩响应速度变慢。
    表12-10    PWM调制VSI变频器用的滤波器选择
    三、PWM调制VSI变频器用（du/dt）滤波器
    此类滤波器将电动机上的du/dt降低到不危及电动机安全或EMC要求的水平。
    四、电动机端子的RC滤波器
    在电动机端子常装有简单的RC滤波器，其中电容器为一个高频短路的元件(陡的du/dt)。如果电阻值与电缆特征阻抗相似，则不会产生波反射。由于滤波器中仅在PWM波形的上升沿和下降沿有电流，所以电阻损耗很小。
    五、共模电抗器
    由高du/dt引起的电容电流可以通过采用一个共模电抗器来加以抑制。大家公认，这样一个扼流圈对于降低漏电流的有效值和平均值是无效的，但可以有效地减少峰值。此类扼流圈将增加电路的中零序阻抗的电感和电阻。
  前面艾特贸易小编已讨论多电平、多重化的优点，而现代PWM控制技术的发展水平，产生的电压波形能基本消除低次谐波，二电平比三电平整体效果更好，与多重化相差不大。在低频段波形优于多电平和多重化。同时多电平、多重化带来的问题与直接串联比要多得多。
    1．动态性能
    直接串联二电平可以像低压变频器一样加直流制动电路或能量回馈，其动态性能也可以像低压变频器一样优越，其电路仍很简单。这对于多电平，特别是多重化就不是一件*的事了。这当然就限制了其应用范围，只能用于一些调速要求不高的场合。
    2．复杂程度
    三电平要多6个快速二极管，五电平就要多更多。多电平每一个开关都要独立控制，多重化每一个单元上的4个开关器件都要独立控制。直接串联组成的同一个组件都只需要一个开关量控制。其差别是不可同日而语的，当然其可靠性从原理上讲就较差。
    3．节能效果
    多重化为得到若干组不同的独立电压、变压器采用延边三角形法，很难得到三相平衡的移相电压。这必然形成环流，这将增大铜、铁损耗，并与负载变化不大，而数百个变压器的内外接头也将增大损耗，降低可靠性。
    由于变压器的影响，多重化与直接串联的效率比较如图1所示。
多重化与直接串联的效率比较图
    图1    多重化与直接串联的效率比较图
    多电平因需要中点电压稳定，也需要输入变压器，使得效率降低。应用变频器是为了节能，更高效的节能设备运用若干年后产生的效益，也是很可观的。以2000kW的高压变频器为例。仅变压器这一项的损耗一年就达17. 28万元，360天×24小时×40kW×0.5/度=172800元。（高压变频器工作360天，每天工作24小时），若工作二十年，仅这项多余的费用就高达345.6万元。
    4．波形比较
    多重化被称为**无谐波。事实上谐波还是有的。在低频工作时，波形还很差，在单元损坏时，虽有冗余措施，但中点电压浮动将引起三相电压不平衡，不平衡度为1/n×**，n为一相串联的单元数。若5个单元串联，则不平衡度为20%。同时三相电压波形同时也发生畸形。较近有的公司称通过改变损坏相，其他单元的脉宽调制比来减小中点电压的偏移。但三相电压波形仍然还会发生畸形。若想进一步彻底解决这些问题，其代价与复杂程度是难以承受的。
    三电平在输出电压较低时，实际上也相当于两电平的电压波形，其11、13、17次谐波含量仍很高，谐波电流仍很大。若不加滤波器，则还只能用供应商的专用电动机，且其输出电压只能达到4200V。实际上是在后面加上了升压变压器才能达到。
    5．关于变压器和高一高变频器
    以往的各种电路形式，都利用变压器来协助间接解决功率开关的耐压问题。有的只是把变压器装在变频器柜里面，而号称为高一高变频器。实际上只能称为间接高压变频器，而直接串联高压变频器彻底去掉了变压器，真正实现了高进高出，才是真正的中高压变频器。而所节约的铜铁材料则是一笔不小的数字。
  多电平拓扑结构有一个特点，即电路的每个基本单元都需要用一个独立的直流电源来实现钳位功能，虽然使用单独的直流电源可以使电路的各个单元彼此隔离，从而解决单元级联时的动态均压和电压钳位问题，但是随着输出波形电平数的增加，所需要的直流电源数也将增加，因此这既是级联型拓扑结构的一个优点，也是它的一个缺点。
    图2-12为串联H桥多电平主电路变换器的示意图。每相串联的单元数为m，则输出相电压波形所含电平数为(2m+1)。设每个H桥开关函数为Hk（k=1，2…m），开关状态是S1、S2、S3、S4，那么输出电压Uok和它们之间的关系可用表2-1来表示。
级联型多电平变换电路
    图2-12    级联型多电平变换电路
    表2-1    H桥开关函数、开关状态和输出电压之间的关系
H桥开关函数、开关状态和输出电压之间的关系
    S1、S4为“1”表示功率开关S1、S4开通，输出电压Uok=+Udc；
    S1、S4为“0”表示功率开关S1、S4关断，输出电压Uok=-Udc；
    S1、S4的开关状态不一致时，输出电压Uok =0。
    从表2-1可以得到单个H桥输出电压Uok，输入电流Iink（流过直流母线上的电流）用下式表示
    Uok = Hk×Udc
    Iink=Hk×Io
    Io= Ipk×sin(ωt+Φ)    (2-1)
式中  Φ——功率因数角；
    Io——输出电流；
    Ipk——输出电流峰值；
    k——*k号H桥单元。
    这种结构相对于传统中点钳位逆变电路具有下列优点：
    (1)直流侧采用相互分离的直流电源，不存在电压均衡问题。
    (2)结构简单清晰，控制方法相对简单，可分别对每级进行PWM控制。
    (3)*钳位二极管或钳位电容，易于封装、模块化，单元模块化为实际安装、使用、故障维护提供了很大便利，当H桥出现故障，可将其旁路，余下的单元可以继续工作。
将功率器件直接串、并联使用，是满足系统容量要求的一个简单直观的办法，直接串联的变频器拓扑结构如图2-1所示，图2-1中电网高压直接经高压断路器进入变频电源，经过高压二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波，再通过逆变器进行逆变，通过输出正弦波滤波器滤波，简单易行的实现高压变频输出，直接供给高压电动机。串、并联在一起的各个功率器件，被当作单个功率器件使用，其控制也是完全相同的。这种结构的优点是可利用较为成熟的低压变频电源的电路拓扑、控制策略和控制方法，不需要输入输出变压器，输出效率比较高；其缺点是串联功率器件需要动态均压和静态均压。因为串联功率器件的开、关时间不一致，最后开通或较先关断的功率器件将承受全部电源电压，这就必然影响到它的可靠运行，所以功率器件串联运行时应有相应的均压措施，可是均压电路使系统复杂化、损耗增加、效率下降。为使串联功率器件同时导通和关断，对驱动、控制电路的要求也大大提高。还需要解决du/dt、抗共模电压技术等问题。
IGBT直接串联高压变频器
    图2-1    IGBT直接串联高压变频器
    在输入端采用可控器件实现PWM整流，便于实现能量回馈和四象限运行，但同时使网侧谐波增大，需加进线电抗器滤波才能满足电网的要求，这也增加了体积和成本。因为是直接高压变频，电网电压和电动机电压相同，*实现旁路控制功能，以便在装置出现故障时将电动机投入电网运行。
    图2-2所示为18脉冲整流器的Bulletin1557变频器的主电路拓扑结构图，其电路结构为交-直-交电流源型；采用GTO功率器件串联构成两电平逆变器。其控制方式采用无速度传感器直接矢量控制，电动机转矩可快速变化而不影响磁通，综合了脉宽调制和电流源结构的优点，其运行效果近似直流传动装置。
    采用功率器件串联的二电平逆变方案，结构简单，使用的功率器件少，但器件串联带来均压问题，且二电平输出的du/dt会对电动机的绝缘造成危害，要求提高电动机的绝缘等级；且谐波成分大，需要专门设计输出滤波器，才能供电动机使用，即使如此其总谐波畸变THD也仅能达到4%左右。可采用标准的谐波滤波器及功率因数补偿器  作为高速传动制造高频电动机历史较久。这种电动机使用转速为1万~30万r/min左右，为了抑制高频铁损产生的温升，多采用水冷却。另外轴承也采用空气轴承、油雾轴承、磁轴承等，在结构上与标准电动机完全不同，是一种特殊电动机。
    另一方面，在通用逆变器的普及方面，逆变器的较高频率已上升到60、120、240Hz，与此相应，高达1万r/min左右的廉**速电动机需求量也增加了。高速化时的问题如下：
    1)轴承的极限转速；
    2)冷却风扇、端环的强度；
    3)由于机械损耗的增加造成的轴承温度升高；
    4)噪声的增加；
    5)转子的不平衡，等等。
    目前，考虑了这些问题的专用电动机，采用与机械配合的特殊结构常为订货生产。
    作为处理上述问题的一例，有去掉端环风叶、去掉冷却风扇（采用封闭自冷化或冷却风扇单独传动的强迫通风方式）、设置平衡环等措施。3. 7kW、2较、120Hz( 7200r/min)的构造如图9-17所示。强度、风声等的处理可用上法，但较大的问题还是1)的轴承。对于高速轴承的方式厂家备有各种方案，可以与厂家充分协商确定。，以使其谐波符合IEEE519 - 1992标准的规定。
输出频率即变频器实际输出的频率。当电动机所带的负载变化时，为使拖动系统稳定，此时变频器的输出频率会根据系统情况不断地调整。因此输出频率是在给定频率附近经常变化的。从另一个角度来说，变频器的输出频率就是整个拖动系统的运行频率。
    输出频率即变频器实际输出的频率。当电动机所带的负载变化时，为使拖动系统稳定，此时变频器的输出频率会根据系统情况不断地调整。因此输出频率是在给定频率附近经常变化的。从另一个角度来说，变频器的输出频率就是整个拖动系统的运行频率。
    变频器的箱体结构要与环境条件相适应，即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度和腐蚀性气体等因素，这与能否长期安全可靠运行有很大关系。常见有下列几种结构类型可供用户选择：
    ①敞开型IP00：本身无机箱，适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘或架子上，尤其是多台变频器集中使用时，选用敞开型较好，但环境条件要求较高；
    ②封闭型IP20：适用一般用途，可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合；
    ③密封型IP45：适用现场条件较差些的环境；
    ④密闭型IP65：适用环境条件差，有水、尘及一定腐蚀性气体的场合。
    恒转矩负载的输入转矩基本上与转速无关，负载转矩总保持恒定或基本恒定。例如提升机、吊车、注塑机、输送机械、传送带、喂料机、搅拌机、挤压机及加工机械的行走机构等摩擦类负载、位能负载都属于恒转矩负载。这类负载采用通用变频器控制的目的是实现设备自动化、提高劳动生产率、提高产品质量。变频器拖动恒转矩负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。恒转矩负载应选具有恒转矩性能的通用变频器，其过载能力一般为150%额定电流，持续时间1min。恒转矩负载采用通用变频器控制时，应注意下面几点。
    ①对于恒转矩负载需要长期在低速下运行时，电动机散热条件不佳，温升会增高，电动机输出转矩会下降，必要时应换用变频器专用电动机或改用6、8级电动机，变频器专用电动机和普通异步电动机的主要差别是变频器专用电动机绕组线径较粗，铁芯较长，且自身带有独立的冷却风扇，能**在全频率变化范围内输出**的额定转矩。改用6、8级电动机可使电动机运转在较高频率附近。
    ②对于升降类恒转矩负载，如提升机、电梯等，这类负载的特点是启动时冲击电流大，在其下降过程中需要一定制动转矩，同时会有能量回馈，因此要求变频器有一定余量。通用变频器本身提供的制动转矩往往不能满足要求，必须外加制动单元。对于如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等机械，负载有时轻，有时重，应按照重负载的情况来选择变频器容量。
    对于如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑等设备属于大惯性负载，启动时可能会发生振荡，电动机减速时也会有能量回馈。应选用容量稍大的变频器来加快启动避免振荡，配合制动单元消除回馈电能。
    ③由于恒转矩负载类设备都存在一定静摩擦力，有时负载的惯量很大，在启动时要求有足够的启动转矩。这就要求通用变频器有足够的低频转矩提升能力和短时过流能力。选型时应充分考虑这些情况，必要时应将通用变频器的容量提高一挡，或者采用具有矢量控制或直接转矩控制的通用变频器。采用矢量控制或直接转矩控制通用变频器可以在不增大电流的情况下提供较大的启动转矩。
    ④系统设计时，应注意适当增大异步电动机的容量或增大变频器的容量。变频器的容量一般取1.1~1.5倍异步电动机的容量。变频控制柜应加装冷却风扇。

    (4)不存在中间直流电压中性点偏移问题。