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(lián)的二電平方式、單元串聯(lián)的多電平方式等。在國內(nèi)發(fā)展比較快、應(yīng)用比較廣的方式是單元串聯(lián)多電平方式，本文中談到的高壓變頻調(diào)速裝置除特別注明均為單元串聯(lián)多電平方式的高壓變頻調(diào)速裝置。
單元串聯(lián)多電平方式的高壓變頻調(diào)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(xié)調(diào)工作以及對外的接口功能。從控制方法的實(shí)現(xiàn)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(diào)速裝置中功率單元的spwm波是由主控制器產(chǎn)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(guān)控制信號和旁路開關(guān)的控制信號。單元內(nèi)部經(jīng)過硬件測量形成的狀態(tài)量經(jīng)編碼器編碼發(fā)送給主控制器，主控制器接收所有單元的編碼進(jìn)行邏輯控制。
當(dāng)前市場上多數(shù)單元串聯(lián)多電平方式的高壓變頻調(diào)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(diào)速裝置中功率單元的spwm波由單元根據(jù)主控制器的調(diào)頻指令，經(jīng)單元根據(jù)自身狀態(tài)修正后產(chǎn)生。主控制器接收單元的狀態(tài)信號進(jìn)行邏輯控制并協(xié)調(diào)所有的單元同步工作。
上海科達(dá)機(jī)電控制有限公司研制生產(chǎn)的maxf系列高壓變頻調(diào)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(gè)定義，所謂智能化單元就是單元具有自已獨(dú)立的控制器，能夠獨(dú)立完成單元自身的測量、保護(hù)、spwm波形逆變等實(shí)時(shí)控制功能并能夠接收外部指令完成相應(yīng)功能的功率單元。
單元具有自己獨(dú)立的控制器，也就是說單元內(nèi)部需要有cpu，但并不是說單元具有cpu就是智能化單元，這個(gè)cpu需要能夠完成單元的測量、控制，也就是說單元內(nèi)部可以進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換進(jìn)行模擬量測量，根據(jù)測量結(jié)果實(shí)現(xiàn)軟件的邏輯控制、保護(hù)功能；同時(shí)單元內(nèi)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(jù)需要完成單相交流輸出波形，承擔(dān)了變頻控制的主要功能；為了和其它單元協(xié)調(diào)工作，單元需要具備交互控制功能，即單元可以接收指令、數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以輸出自己的狀態(tài)和數(shù)據(jù)；總的來說，智能化單元本身就是一個(gè)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(dān)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(huán)節(jié)，這樣的實(shí)時(shí)控制更加直接、控制速度更快；
（2）功率單元獨(dú)立完成自身的測量、保護(hù)及逆變控制，控制功能模塊化，控制功能獨(dú)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(dú)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(shù)字量進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)可以進(jìn)行模擬量測量，可以對更多的單元內(nèi)部量進(jìn)行監(jiān)控；
（5）采用智能化單元，可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，例如單元的投切功能，輸出波形的優(yōu)化功能，調(diào)整載波頻率等；
（6）采用智能化單元，方便產(chǎn)品功能的擴(kuò)充和提升。
3 智能化單元實(shí)現(xiàn)的功能
智能化單元由于具有單元自身的cpu，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種功能。
（1）從測量方面來講，可以實(shí)現(xiàn)單元直流側(cè)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(jiān)測硬件的過壓、過流等數(shù)字量的輸入；
