(1)系统结构

单处理器方式系统中单元硬件结构简单，主控制器硬件较复杂，软件功能复杂、任务繁重;多处理器方式系统中单元控制部分硬件结构复杂，有大量的软件工作，主控制器软硬件均比较简单，功能清晰、任务较轻。

(2)单元故障处理

单处理器方式下，单元故障的处理需经通信传输至主控制器判断处理，然后再传输回单元进行动作，环节较多、延迟较大;多处理器方式中，单元故障的检测、判断、处理均由单元处理器独立完成，环节少、延迟小、动作迅速。

(3)系统功能扩展

单处理器方式下系统功能扩展主要是由主控制器完成的，但主控制器软件结构复杂，占用资源多，功能扩展时工作量大，扩展困难;多处理器方式下系统功能扩展主要靠单元来实现，主控制器主要完成指令的添加及控制逻辑的优化，各种任务容易实现功能块分割，利于分工合作。

(4)容错性

单处理器方式中，单元不具备判断能力，主控制器的工作必须完全正确，另外对单元和主控制器之间的通信可靠性要求高，容错能力差;多处理器方式中，单元能够判断主控制器的指令是否正确，对错误指令可以拒绝执行，单元和主控制器之间的通信可以进行校验，具备容错能力。

现在，这两种控制方式的高压变频器国内都有厂家推出产品。

4 高压变频的可靠性措施

为了实现高可靠性，除了严格按照生产工艺进行生产、对所使用的元器件进行严格把关、培训

操作人员正确操作使用及维护以外，从技术层面上，充分有效的可靠性措施是必需的，以下是高压变频中使用的几项可靠性措施：

(1)控制电源冗余设计

控制电源的冗余设计保证了在外部控制电源失电的情况下，设备能够不受影响连续运行，一般采取的措施为加装不间断电源(UPS)或蓄电池。UPS的输出为交流电源，和正常的控制电源之间有个切换过程，需采取措施实现无扰切换;蓄电池的输出为直流电，和控制用的内部直流电源可以直接并联使用，不存在切换过程，是一种可靠的后备电源措施。

(2)冷却系统冗余设计

高压变频装置虽然效率很高，但因其容量大，运行过程中产生的绝对热量还是很大的，因此可靠的冷却系统就显得尤为重要。具有互为备用并且能够自动切换的冷却系统是可行、可靠的措施。

(3)功率单元冗余设计

一般来说，只有单元串联多电平方式的高压变频装置能够实现功率单元的冗余设计。对于单元串联多电平方式的高压变频装置来说，功率单元的冗余是在故障单元旁路退出的情况下，通过电压电流的平衡技术实现输出电压电流的平衡的。为了充分利用系统的冗余性，任何一个功率单元退出运行，不应该影响其他单元的正常运行。

(4)功率单元的抗干扰措施

功率单元除了应该采取必要的抗干扰措施防止单元因干扰而出现误动作外，还可以采取措施使因瞬时干扰而退出的单元自动投入运行，保证整套装置完好运行。

(5)功率单元的在线维护

在线维护是指在变频装置带电运行的情况下对装置的局部故障进行处理。设备的在线维修维护是提高装置运行可靠性的重要手段，对于单元串联多电平方式的高压变频来说，功率单元的在线更换可以极大地提高装置的可靠性。

(6)提高系统对电网波动的适应性

高压变频装置对电网波动的适应，除了需要采取措施使装置能够承受更大的电压波动范围外，还需要考虑电网瞬时失电时变频装置应能够连续运行，即高压失电后变频装置停止输出，电动机转速下降，高压重新上电后变频装置需在电动机当前转速下迅速将电动机驱动至失电前的转速，最大限度地减小对系统的扰动。、

5 高、低压变频器的可靠性比较

低压变频器是人们熟悉的事物，历经实践检验，被大家普遍接受，认为低压变频器无论是在功率器件还是在控制方面技术成熟，安全可靠;高压变频器是个新事物，有观点认为，高压功率器件耐压不够，串、并联技术不成熟，控制电路复杂，没有经过市场的应用检验，可靠性不高，有时为了实现调节目的，宁愿通过降压变压器降压并采用低压电动机驱动，增加了费用，降低了效率。实际上，这是人们的误解，以下就几个方面对低压变频器和单元串联多电平方式的高压变频器的可靠性比较。

(1)元器件

单元串联多电平方式的高压变频器采用的功率元器件一般是1 700 V等级的IGBT，这个耐压等级的IGBT是低压变频器中常用且被证明是成熟可靠的元器件。

(2)控制技术

单元串联多电平方式的高压变频器中的每个功率单元都是一个三相输入、单相输出的低压变频器，驱动和控制技术同样成熟可靠。

(3)元器件数量

从理论上讲，元器件数量越多，可靠性越低。在这个意义上讲，单元串联多电平方式的高压变频器元器件数量大大高于低压变频器。但是，在采取了逆变单元冗余设计及故障单元在线更换等技术措施后，可最大限度地避免由元器件数量增多导致的可靠性下降。

(4)电路冗余

有冗余设计的系统可靠性大大高于无冗余设计的系统。低压变频器一般只有一个逆变桥，很难实现冗余设计;单元串联多电平方式的高压变频器的每一相均由多个单元的输出串联构成，每个单元均可自身旁路，因此相互之间可以实现冗余设计，可靠性大为提高。在这个意义上讲，单元串联多电平方式的高压变频器的可靠性远远高于低压变频器，尤其是实现了单元在线可更换功能的MAXF系列高压变频器可靠性更加突出。

(5)对电源波动的适应性

低压变频器的控制电源一般取自功率电源，对电网电压的适应性差，因电网电压短时过低或电网出现闪变而引起变频器跳机的事件时有发生。单元串联多电平方式的高压变频器的功率电源和控制电源是各自独立的，一般控制电源为交直流输入，同时还有UPS或蓄电池备用输入，可靠性极高，控制部分不会停止工作，当功率电源电压短时过低或电网出现闪变时，高压变频器停止输出，在功率电源恢复至正常范围内后，高压变频器可以迅速将电机转速恢复至原有水平，避免跳机事件的发生。

综上所述，应该说单元串联多电平方式的高

压变频器的可靠性比低压变频器还要高，只要选用合适，可以放心使用。

6 节能型高压变频器的节能效果

使用高压变频器能够节能主要是因为电动机驱动的负载(主要指风机、水泵类负载)在转速降低的情况下消耗的能量大大减少(此类负载的功率消耗与转速百分比的3次方成比例)，因此电动机消耗的能量自然就减少了。风机和水泵类负载调节流量的方法很多，但消耗能量最少的调节方法是调节转速。调节转速的方式也很多，但综合效率、调速性能、实现手段等方面来看，变频调速是最好的调速方式。采用高压变频器的目的主要是为了调节转速，减少能耗，同时采用变频调节还带来功率因数提高、噪音减小、维护工作量减少等附带好处。

变频调节节能特别适合于需要进行流量调节的场合。和通过节流调节相比，在风机系统中，采用变频调节比采用挡板或风门调节一般可节能30%～50 ;在水泵系统中，采用高压变频调节比采用阀门调节一般可节能20 ～30 ，节能效果很好。

7 高压变频器的使用

高压变频器一般可以根据电动机的额定功率或额定电流来相应配置。在选用变频器时，根据估算的使用功率来选配变频器是不合适的，这是因为采用变频器以后所消耗的电功率是在转速降低的情况下得出的，根据变频器设计的原则，为了维持气隙磁通量基本不变，应使定子端电压和频率成比例地调节，转速(即频率)降低的情况下，变频器的输出电压也相应地降低，定子电流变化较小。按照使用功率选用的变频器额定电流是在50 Hz、额定电压时的功率，其额定电流较小。这样选用的变频器在实际使用过程中容易出现过电流故障，因此不建议这种选配方法。通常情况下应该按照电动机的额定功率或额定电流来配置变频器。高压变频器选用的功率元器件都是半导体器件，使用时的温度限制很严格，过温的情况下很容易损坏元器件，因此使用环境要求充分考虑通风和降温措施，采用室外循环通风时尤其要考虑进风通道的设计。在使用过程中，维护好通风和降温设备是保证变频器正常工作的一项重要工作。

8 结语

单元串联多电平方式的高压变频产品历经十多年的发展，实现手段更加完善，功能更加齐全，对电网波动的适应能力更强，可靠性更高。国内的高压变频产品已经在不同程度上具备了上述的可靠性，有的甚至具备上述的所有功能，可以满足用户对高可靠性的要求。单元串联多电平方式的高压变频器的国内生产厂家已经很多，产品在市场上的应用也很多，技术已经比较成熟，使用后节能效果非常明显，已经可以进行大规模推广使用。