变频调速具有优异的调速和起动性能，效率高，功率因数高，节电效果好，应用范围广，被认为是最有发展前途的调速方式之一。变频调速在低压领域(380～690V)获得广泛应用，而在高压领域，近年来也在逐步得到推广。高压电动机广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、水处理等行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械，功率一般在1000kW以上，若能利用变频技术来实现风量和水量调节，则可以节约大量电能。在大功率电力机车牵引传动和轧钢工业方面，采用高压变频技术，不但可以节约电能，而且可以显著改善系统的运行性能，提高产品的数量和质量。因而市场对具有一定性价比的高性能高压变频器的需求量比较大。需要说明的是，我们习惯称作高压变频器和高压电动机，实际上电压一般为3～10kV，国内主要为3、6、10kV，与电网电压相比，只能算作中压，所以有的国外资料称为中压变频器和中压电气设备。
一、功率开关器件
高压变频器的发展和应用离不开高电压、大电流的电力电子器件，与低压变频器中的功率开关器件相比，高压开关器件最重要的特性就是：在阻断状态时能承受高电压。同时还要求具备以下特点：在导通状态下，具有高的电流密度和低的导通压降；在开关状态转换时具有足够短的导通时间和关断时间，并能承受高的出／出和du/dt。
目前在高压变频器中得到广泛应用的电力电子器件主要有以下几种：GTO、IGBT以及新型的集成门极换流晶闸管(IGCT)和对称门极换流晶闸管(SGCT)。GTO、IGBT和IGCT在第一章中均有介绍，在高压变频器中均有自身的优势，但也存在一定的缺陷。
GTO是目前承受电压最高和流过电流最大的全控型器件，而且管压降低，导通损耗小，du/dt耐量高，目前已达6kV/6kA的应用水平。但是GTO的驱动电路复杂且驱动功率大，关断时间长，容易发生局部过热，限制了GTO在高压领域中的应用。
IGBT是后起之秀，输入阻抗高，开关速度快，采用电压驱动，驱动功率小，工作频率高，而且耐压高，流过电流大，是目前功率电力电子装置中的主流器件。目前的应用水平已经达到了3. 3kV/I. 2kA。其主要缺点是：高压IGBT内阻大，通态压降大，导致导通损耗大，在应用高压领域时通常需要多个串联。
IGCT又称集成门极换相晶闸管，是在GTO的基础上发展起来的新型复合器件，是一种较为理想的兆瓦级高压开关器件。与MOSFET相比，IGCT通态压降更小，承受电压更高，流过电流更大；与GTO相比，通态压降和开关损耗进一步降低，同时触发电流和通态时所需的门极电流大大减小，有效地提高了系统的开关速度。IGCT采用低电感封装技术，在感性负载下的开通特性得到显著改善。与GTO相比，IGCT的体积更小，便于和反向续流二极管集成在一起．这样就大大简化了电压型逆变器的结构，提高了装置的可靠性。其改进形式之一称为门极换流晶闸管(SGCT)，两者的特性相似，不同之处是SGCT可以双向控制电压，主要应用于电流型高压变频器中。目前，两者的应用水平均已达到6kV／6kA。
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