主回路結(jié)構(gòu)
        ES9000系列高壓變頻節(jié)能寶采用多單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，主回路主要由多繞組供電變壓器和數(shù)個逆變單元構(gòu)成,。多繞組供電變壓器為每個逆變單元單獨(dú)供電,，并實(shí)現(xiàn)單元之間的供電電源隔離和與電網(wǎng)之間的隔離。逆變單元是核心功率部件,，其開關(guān)器件為IGBT,。通過功率單元串聯(lián)和疊波升壓等技術(shù)措施，將多個低壓變頻輸出的電壓源直接串聯(lián),，最終實(shí)現(xiàn)高壓變頻輸出,。典型的主回路結(jié)構(gòu)如下圖所示。

        功率單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,，輸入電源端R,、S、T接變壓器二次線圈的三相低壓輸出,，三相二極管全波整流為直流環(huán)節(jié)電容充電,，電容上的電壓提供給由IGBT組成的單相H形橋式逆變電路。
功率單元通過光纖接收信號,，采用空間矢量正弦波脈寬調(diào)制(PWM)方式,，控制Q1～Q4、4個IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷,，輸出單相脈寬調(diào)制波形,。每個單元僅有三種可能的輸出電壓狀態(tài)，當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通時,，U1和U2的輸出電壓狀態(tài)為1,；當(dāng)Q2和Q3導(dǎo)通時，U1和U2的輸出電壓狀態(tài)為-1,；當(dāng)Q1和Q2或者Q3和Q4導(dǎo)通時,，U1和U2的輸出電壓狀態(tài)為零。
        功率單元具有旁路功能,。當(dāng)某個單元發(fā)生熔斷器故障,、過熱、過壓和IGBT故障而不能繼續(xù)工作時,，該單元及其另外兩相對應(yīng)位置上的單元將自動旁路,，此時Q1～Q4封鎖輸出，可控硅K導(dǎo)通,，以保證ES9000連續(xù)工作,，并發(fā)出旁路告警。
        小功率ES9000的單元旁路器件采用接觸器，大功率ES9000的單元旁路器件采用二極管,、可控硅組件,。

輸入側(cè)移相變壓器供電原理
         ES9000高壓變頻節(jié)能寶的輸入側(cè)配置有多繞組隔離變壓器，變壓器的副邊有多個相互隔離的三相繞組,，每三個三相繞組組成一個同相位組,，向三個單元獨(dú)立供電，形成6脈沖整流輸入,。6KV等級的ES9000有6個同相位組,，6個同相位組構(gòu)成36脈沖輸入；10KV等級的ES9000有9個同相位組,， 9個同相位組構(gòu)成54脈沖輸入,；
         ES9000的多脈沖輸入特性使其具有良好的電網(wǎng)側(cè)性能指標(biāo)，其輸入波形接近完美正弦波,，完全滿足IEEE519-1992和GB/T14549-2002標(biāo)準(zhǔn)的要求,，并且能保證接近于1.0的輸入功率因數(shù)。

輸出側(cè)單元疊加逆變原理
        ES9000高壓變頻節(jié)能寶的輸出電壓是由多個三相輸入,、單相輸出的低壓功率單元逆變電壓串聯(lián)而成,。如下圖所示，數(shù)個逆變單元分成三組,，每組單元數(shù)相同,，組之間的電壓相位差為120度，將三組單元的輸出 Y 接,，即可得到驅(qū)動電機(jī)所需的可變壓變頻三相高壓電源,。

        每個逆變單元都標(biāo)準(zhǔn)配置有輸出旁路裝置，當(dāng)某個單元出現(xiàn)故障時,，可停止其工作并將其輸出旁路(即單元旁路),，同時主動停止另外二相上與之對應(yīng)的單元的工作并將它們旁路,，這樣,，盡管三相輸出電壓有所下降，但可達(dá)到三相平衡,，系統(tǒng)可以維持降額運(yùn)行,，不停機(jī)。
每相有一個單元旁路稱為1級旁路,，每相有二個單元同時旁路稱為2級旁路,。單元旁路后，允許的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性和實(shí)際轉(zhuǎn)矩大小有關(guān),。

        每個逆變單元的輸出都是PWM調(diào)制正弦波,，單元串聯(lián)采用了多重化技術(shù)，即每相上的n個單元輸出電壓幅值和頻率都是相同的，但其相位卻相差一定角度(時間上相差1/n個開關(guān)周期),。這樣,，n個單元串聯(lián)形成的相電壓波形就具有(2n+1)個電平，使波形中的諧波含量大大降低,，幾乎接近于完美的正弦波,。下圖是3單元串聯(lián)時的相電壓疊加波形和實(shí)測的負(fù)載電壓、電流波形,。

        多重化正弦波PWM輸出,。6kV裝置輸出相電壓13電平，輸出線電壓25電平,；10kV裝置輸出相電壓19電平,，輸出線電壓37電平；dv/dt小,，輸出電壓,、輸出電流波形接近完美正弦波，對所驅(qū)動的電機(jī)無特殊要求,，可以驅(qū)動普通國產(chǎn)電動機(jī),。
        輸入輸出電纜可采用普通電力電纜，輸出電纜長度可達(dá)1000米,，如需更長的輸出電纜長度,，在訂貨時需提出要求。
        輸出電壓,、電流諧波含量小,，電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動小，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),，運(yùn)行噪聲低,。

外部接口
         ES9000高壓變頻節(jié)能寶控制系統(tǒng)由主控板、接口控制板,、觸摸屏人機(jī)界面組成,，各部分之間的接線示意如下圖所示。

        現(xiàn)場的I/0信號可以通過內(nèi)置的接口控制板進(jìn)行邏輯和運(yùn)算處理,，增強(qiáng)現(xiàn)場應(yīng)用的靈活性,。接口控制板有14個DI輸入(干節(jié)點(diǎn))、10個DO輸出(干節(jié)點(diǎn),，250VAC/1A),、4路AI輸入(2路0-5V，2路4-20mA),、3路AO輸出(每路可選0-10V或4-20mA輸出形式),，其中,，14個DI輸入功能在具體的應(yīng)用宏中定義，可根據(jù)用戶自己選定的應(yīng)用宏來使用,；10個DO輸出是可編程的,，功能由用戶自己定義和修改；
        接口控制板有處理 4 路模擬量輸入和 3 路模擬量輸出的能力,，模擬量輸入用于處理來自現(xiàn)場的流量,、壓力、溫度,、液位等模擬信號或參數(shù)設(shè)定信號,；模擬輸出量可以自由編程，可代表頻率,、電流,、電壓等電參數(shù)以及壓力、流量,、溫度,、閥門開度等工況參數(shù)。同時,，接口控制板還可以完成 PID閉環(huán)控制功能和其它現(xiàn)場應(yīng)用功能,。
        接口控制板還提供1路RS-485通訊接口，用于與上位機(jī)或外圍控制系統(tǒng)的通訊,，遵循MODBUS通訊協(xié)議,。另提供PROFIBUS-DP、以太網(wǎng)等通訊接口可選件,，還可提供上位機(jī)監(jiān)控軟件和基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件等可選客戶端軟件,。