主回路結構
        ES9000系列高壓變頻節(jié)能寶采用多單元串聯(lián)結構,，主回路主要由多繞組供電變壓器和數(shù)個逆變單元構成。多繞組供電變壓器為每個逆變單元單獨供電,，并實現(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，其開關器件為IGBT,。通過功率單元串聯(lián)和疊波升壓等技術措施,，將多個低壓變頻輸出的電壓源直接串聯(lián)，最終實現(xiàn)高壓變頻輸出,。典型的主回路結構如下圖所示,。

        功率單元內(nèi)部結構如圖所示，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制(PWM)方式,，控制Q1～Q4,、4個IGBT的導通和關斷，輸出單相脈寬調制波形,。每個單元僅有三種可能的輸出電壓狀態(tài),，當Q1和Q4導通時，U1和U2的輸出電壓狀態(tài)為1,；當Q2和Q3導通時,，U1和U2的輸出電壓狀態(tài)為-1；當Q1和Q2或者Q3和Q4導通時,，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位置上的單元將自動旁路，此時Q1～Q4封鎖輸出,，可控硅K導通,，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,。

輸入側移相變壓器供電原理
         ES9000高壓變頻節(jié)能寶的輸入側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)側性能指標，其輸入波形接近完美正弦波,，完全滿足IEEE519-1992和GB/T14549-2002標準的要求,，并且能保證接近于1.0的輸入功率因數(shù)。

輸出側單元疊加逆變原理
        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,，即可得到驅動電機所需的可變壓變頻三相高壓電源,。

        每個逆變單元都標準配置有輸出旁路裝置，當某個單元出現(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,，但可達到三相平衡，系統(tǒng)可以維持降額運行,，不停機,。
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,，允許的最高運行轉速與負載轉矩特性和實際轉矩大小有關,。

        每個逆變單元的輸出都是PWM調制正弦波，單元串聯(lián)采用了多重化技術,，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測的負載電壓,、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,，對所驅動的電機無特殊要求，可以驅動普通國產(chǎn)電動機,。
        輸入輸出電纜可采用普通電力電纜,，輸出電纜長度可達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,，電機轉矩脈動小,，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，運行噪聲低,。

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)置的接口控制板進行邏輯和運算處理，增強現(xiàn)場應用的靈活性。接口控制板有14個DI輸入(干節(jié)點),、10個DO輸出(干節(jié)點,，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用宏中定義,，可根據(jù)用戶自己選定的應用宏來使用；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,，還可提供上位機監(jiān)控軟件和基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)控軟件等可選客戶端軟件,。