合肥西门子中国代理商CPU供应商

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一、引言

    随着变频器日益广泛的普及和应用，其占电网总负荷的比例已经越来越大。其中大部分系额定电压为三相380V的交直交型变频器（本文以下简称变频器）。而随之带来的网侧谐波问题也越来越受到各变频器用户和供电部门的关注。

    本文将简单介绍变频器网侧谐波的产生机理和一些常用谐波抑制技术，然后一种实用的谐波计算方法。用户可以按照本文中的方法计算使用变频器时所产生的谐波电流，从而决定应该采用哪种对策，以使整个电气传动系统符合相关的。

    二、网侧谐波的产生机理

    1. 谐波电流的产生

    由于变频器的整流部分一般为三相全波不可控整流，直流回路采用大电容作为滤波器。这样，虽然变频器的网侧输入电压波形基本上是正弦波，但输入电流是脉冲式的充电电流，含有丰富的谐波。其波形如图1所示。

                                    
图1 变频器的输入电压和电流波形

    变频器网侧电流的波形由线路总等效阻抗和主电容两端的电压共同决定，同时受二管整流器本身参数的影响。另外，其电流大小和波形与直流侧电压密切相关，而直流侧电压又会随着负载变化而波动。因此，通过解析表达式定量地计算变频器网侧电流比较困难，在工程上也不实用。一般分析时，可采用简化的近似方法来计算。

    2. 谐波电流与线路阻抗的关系

    网侧总线路阻抗越大，输入电流就越平滑，谐波电流越小。因此常用直流或交流电抗器来增加线路阻抗，从而改善输入电流波形。

    在加入电抗器之后，输入电流的尖峰变小，同时二管的导通时间变长，因此可以降低变频器的网侧电流谐波含量。 

    直流电抗器和交流电抗器都可以用于抑制谐波，但两者各有特点。以三菱变频器的电抗器附件FR-BEL（直流）和FR-BAL（交流）为例来说明两者之间的异同。其使用结果见表1。

                          
表1 交流电抗器和直流电抗器使用效果比较

    3. 网侧电流波形与直流侧电压的关系

    变频器负载变化时，会影响直流侧电压。只有在整流电压大于主电容两端的电压（Ed）时，整流器才会有输入电流。因此，直流电压的大小会决定二管整流器的导电宽度。表2给出了变频器输入电流波形和直流电压之间的关系。

                          
表2 变频器输入波形和直流电压之间的关系

    表2中，波形系数和峰值系数表征输入电流的畸变程度，变频器的输入功率因数被定义为总输入功率和表观功率之比。又由于输入电压和电流的基波相位基本相同，忽略三相不平衡的影响，可以得到

    λL≈ILI/IL

    即功率因数约等于基波电流和总电流之比。因此表2也可以反映直流侧电压和功率因数之间的关系。

    三、抑制高次谐波的对策

    1. 相关

    变频器输入电流中偶次谐波和3倍次谐波含量很小，一般都远远，因此本文主要以分析输入电流中的5，7，11，15，17，19次谐波电流为例。根据GBT14549—93《电能质量公用电网谐波》和GB12668.3—2003《调速电气传动系统产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法》，公共连接点（PCC）的谐波电流限值与电源短路电流和大基波负载电流之比相关。在基准短路容量下各次谐波电流允许值如表3所示。

                               
表3 基准短路容量下各次谐波电流允许值

    其中，基准短路容量（Sj）和电压的关系为0.38kV～10MVA；6kV10kV～100MVA。

    本文中用的谐波电流限值为GBT14549～93中规定的基准短路容量下各次谐波电流允许值，而GB12668.3～2003附录B中给出的指标为不同Rsc下各次谐波电流的限值（%），两者可以互相折算，用户可以根据自己的实际情况自行选择。

    2. 不同系统配置时的谐波含量

    根据三菱电机提供的数据，使用二管三相桥整流变频器时，不同配置下的谐波含量如表4所示。

                                   
表4 谐波电流含量表

     四、谐波电流计算方法

    1. 计算步骤

    如前所述，变频器的谐波电流很难直接通过解析公式计算。下面一种计算方法，供大家参考。

    步骤1：根据和实际变压器的短路容量计算所允许的各次谐波电流，具体公式为

    Ih=IGB（Sr/Sj）

    式中：Ih为各次谐波电流允许限值；IGB为基准短路容量下各次谐波电流限值；Sr为实际短路容量，MVA；Sj为基准短路容量，380V时取10MVA。

    同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量或大负荷容量与其供电设备容量之比进行分配。如果简单地用谐波电流算术和的方法，得到的结果往往过于保守，会造成资源的浪费。使用伪平方求和的方法，即有

    Ihi=Ih（Si/St）1/a

    式中：Si为用户的用电协议容量或大负荷容量，MVA；St为容量，MVA；Ihi为折算后的各次谐波电流允许值；a为相位叠加系数，按表5进行取值。各次谐波的相位叠加系数如表5所示。

                          
表5 各次谐波的相位叠加系数

    步骤2：额定电流折算 

    I’e=Ie×（0.38标准电压）

式中：I’e为折算后的额定电流；Ie为变频器的额定电流。

    步骤3：根据表4以及变频器的电路形式来确定各次谐波电流的大小，并和步骤1的结果相比较，判断是否符合。计算公式如下：

    Ih=I’e×谐波含量（%）×负载率

    如果不符合，则应采用其他的对策，如使用电抗器、添加谐波补偿设备等。

    2. 实例分析

    供电系统（10kV）短路容量为10MVA，总供电容量为1MVA。某用户协议容量都为0.5MVA。若某用户只使用1台变频器，其型号为FR-A540-45K，负载率为80%，分析其谐波电流是否满足。计算过程如下。

    (1) 根据Ih=IGB（Sr/Sj）和表3，容易得到折算后的限值如表6所示。

                                      
表6 折算后的限值

    然后根据公式Ihi=Ih（Si/St）1/a和表5，计算得到对应该用户的各次谐波电流限值，如I5=2×（0.51）1/1.2=1.12

    分别计算各次谐波电流限值，得到该用户的大允许谐波电流如表7所示。

表7 大允许谐波电流

    (2) 查变频器手册得到该变频器的额定电流：Ie=86（A）

    折算到10kV侧：

    I’e =Ie×（0.3810）=3.27（A）

    (3) 在不带电抗器时，有

    I5=3.27×65%×80%=1.7（A）

    使用直流电抗器（DCL）时，有

    I’5=3.27×30%×80%=0.78（A）

    同理，可计算得到表8中的数据。

    表8 谐波电流计算值

    对比表7和表8可以发现，在不使用直流电抗器时，5次和7次谐波标。如果使用直流电抗器，则可以满足谐波标准。

    五、结束语

    实际应用中常用的谐波抑制措施，除了上文所提及的使用电抗器外，主要还有12相整流和使用可控整流等方式。但因通用变频器很少采用这些电路拓扑结构，所以就不再详叙了。谐波问题一直是变频器发展过程中有待解决的一个主要技术障碍。近两年来，已经开始出现一些采用新的电路拓扑结构的商业化低压变频器产品，如三电平变频器，矩阵式变频器（MC）等。相信随着成本的降低和一些技术难题的解决，在未来5～10年内，变频器网侧谐波这一难题将有望得到有效解决，变频器也将成为名符其实的“电源”。

摘 要：多电平高压变频器是我们国家近年来在电力电子领域的一个研究，它作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变频装置，将可以很有效的应用在那些高压风机、水泵、压缩机的节能改造中，同时也可以大量的采用在工艺和设备要求的电压等级较高和容量较大的交流调速的环境中。其主回路的拓扑结构是本文探讨与剖析的主题，本文以欧洲的阿尔斯通电气公司在我国的宝新不锈钢厂和太钢应用在轧机主传动上的交流、高压、多电平的变频器为例进行了剖析。  

    1、引言

    交流电机变频调速已经是当前各行各业都普遍关注的重大项目。人们期待用率、高而又经济可接受的变频技术来调节交流电机的转速已达上的历史了。在20世纪60年代后半期，电力半导体器件及其在变频器应用中的进步，成就了发达国家在70年代初的次世界能源危机期间用变频调速实现节能事业的大发展。对于交流电动机，改变频率即能调速。随着可控硅、GTO、IGCT和IGBT等电力电子元器件的开发，相应的控制技术的发展和这些电力电子器件的高度集成化，使得变频器在工业中得到了广泛的应用。受限于电力电子元器件的开发与应用，在过去的十几年中还基本上是以低压变频调速装置为主，即：电压为380V～690V，工业中大量应用的大容量的高电压的交流电动机还仅仅采用其他的调速方式或不调速的形式运行在工业系统当中，从而消耗了大量的能源。 

    根据目前各主要变频器的制造厂家的不同研制和开发，现有的高压变频器的组成方式也不尽相同。根据电压的不同，可分为直接高压型和通过升压变压器的高-低-高型(实际为低压变频器)；根据中间的耦合形式，分为交-交型的变频器和交-直-交型的变频器；而根据中间直流偶合环节组合的不同又分为电压源型的变频器和电流源型的变频器。我们知道低电压变频器的拓扑结构都为统一形式的二电平结构方式。而由于电力电子元器件的耐压受到限制，不同的电力电子元器件的开关频率的不同，使得近年来开发出来的高电压、大容量的变频器的拓扑结构形式也是各有千秋。但考虑到整个系统的简单、和经济，目前应用的高压变频器的拓扑结构还主要集中在三电平和四电平的形式上。 

    近两年来我国在工业新上项目中先后从欧洲的阿尔斯通电气公司引进了几套四电平电压源拓扑结构形式的高压变频器，它们先后应用在我国的太原钢铁公司、宝新不锈钢厂(隶属于宝钢)、青岛钢铁有限公司和天津无缝钢铁总公司。其传动系统采用的是当今传动控制中为的ALSTOM公司的多电平拓扑结构、IGBT元器件的交流高压变频调速装置。此系统的大特点是，系统为交流高压变频调速装置；主回路采用的是四电平IGBT结构；3台4MW的交流同步主电机共用一条公用直流母线，达到了系统的工艺调速要求，同时系统方案又经济、、节能和优化配置。整流则采用的是当今为的称之为清洁型能源变流器[1]。此类变频器即可应用在风机、泵、压缩机类的主转动上，也可应用在 工艺性能要求高的轧机生产上和大型船舶驱动上。    

    2、系统的结构组成

    近年来随着电力电子元器件和控制系统结构的发展，GTO、IGCT和IGBT的开发以及变频技术结构形式上的发展，使得高压、大容量变频器得以应用在工业系统当中。变频传动装置经历的是在原有的二电平控制结构基础上并串联上多个元器件，其二电平输出波形见图1(a)。元器件的并联连接，输出电压要满足元器件承受电压的要求，这种连接方式所引起的问题与复杂的均流装置相绞合在一起，电路的复杂程度常常易造成元器件的损坏；对于串联元器件的连接形式，输出电流同样要满足元器件的承受能力要求，要确保其分布在元器件上的电压在任何情况下都要均衡，故也容易常常发生系统的故障。因此从系统的性的角度来说，它们都很难**系统的运行，同时输出波形也很差。

                   
图1 不同电平结构图和输出波形图

    近年来在电力电子元器件发展的同时，变频器的拓扑结构也在随之得到开发，伴随着电力电子元器件的耐压和承受电流的限制，变频器的拓扑结构相继出现了三电平、四电平和多电平结构的形式。对于三电平、四电平和多电平结构的变频器，它提供给电动机非常小的谐波电流且电流波形也接近交流电动机要求的正弦波电流波形，如图1所示。通过这种拓扑结构我们可知随着多电平的增加，其电压幅值在相应的降低，这使功率元器件所承受的电压降低，加有利于减少装置产生的dv/dt。当前的大容量、高压变频器，既要保大功率的输出，又要确保系统的运行，还要保输出波形趋近于正弦波。目前在高压、大容量的变频器中常常采用的多电平的结构和输出波形如图1所示。三电平的结构方案在近年来的发展中既使用有GTO(以及近的IGCT中)元器件，也采用在IGBT的方案中(目前几个的大公司如西门子，ABB和阿尔斯通都有此类产品)。但它的不足是元器件的导通或阻断是由箝位二管来加以**的，箝位二管的耐压要求较高，数量庞大；开关器件的导通负荷不一致；在变流器进行有功功率传送时，直流侧各电容的冲放电时间各不相同，容易造成电容电压的不平衡，增加了系统动态控制的难度；同时这种结构的扩展能力也很有限。

    随着现代拓扑技术的发展，多电平的变频技术结构方案得以在工业系统中应用。图2就是近我国从欧洲阿尔斯通公司引进的应用于轧机控制的高压、大容量、四电平变频器的拓扑结构图，从图2中可以清楚地看到它的结构特点，即模块化的结构。这种变频器的特点是**了元器件的串并联连接，同时它又不是元器件的简单的串并联而是从结构上的串联连接，它确保了电压和自然分配。其为明显的特点为：

目前我们知道在工业中采用的高压标准为3.3kV，4.2kV，5.5kV，6.6kV，按照这些标准，通过整体的单元装置的串并联拓扑结构技术去满足不同等级的电压要求； 
由于这种结构特点，使当今系统普遍采用的多台变频共用一条直流母线的方案非常容易实现，以达到在系统内部的能量互相交换； 
这种结构取消了我们传统结构中的在各级元器件上的众多分压分流保护装置，可以使电路的各个单元彼此相互隔离，使得系统既简单，又且易于维护。从而了串并列多个半导体元件所带来的系统性差的因素； 
由于此结构采用的是IGBT元器件，它的开管频率高，触发电流小，且IGBT非常容易在市场找到，从而为我们的开发和应用带来了大的选择机会。
                                   
图2 四电平结构原理图  

    从图2可以看出，这种结构的输出波形非常接近于正弦波形。大容量的交流变频传动系统对传输电缆以及电机和变压器绕组的危害性大。而对于多电平结构系统正好在这方面是它的优势，应该说电平级数越多其输出波形越接近于正弦波。

    3、四电平传动结构的控制原理

    四电平控制结构如图2所示。其主回路的大功率元器件的分布是以成对的方式构成的，而每一对都是基于传统的二电平的控制思想去进行控制的。图3表明了此四电平的运行原理图和各大功率元器件所承受的电压以及各电容布的电压。从电路结构上可以看出整个电路所承受的电压为：V，2/3V，1/3 V，但在每一处于阻断状态的功率元器件的电压总是1/3V。这种结构技术圆满解决了各功率元器件上所承受的电压动态和静态的问题，同时不同的一对元器件的控制是在不同的时间段也限制了dv/dt的问题。实际上各元器件上所承受的浮动电压是由各电容来提供的，电路在换相过程中对各电容进行充放电，其电容电压遵守着如下的规则[2]：

        
    这里的n为每一相共有几对大功率元器件的个数，例如：四电平结构的每相共有3对大功率元器件，即在这里 n=3。从电路结构中我们知道在每一功率元器件通过的电压取决于电容上的电压Ck和Ck-1并由下式给出： 
       
现在我们知道每一阻断大功率元器件上所承受的电压为V/n，并且导通的元器件的电压为0。这就证明了图(3)的四电平的输出电压波形，即：0，V/n，2·V/n，V。

    平结构的换相控制要同时满足：
    电容电压要恒定，即

为了决定对每一对大功率元器件的控制类型，我们定其初的电压值Vck是由给出，并研究保持这些电压恒定的条件。

    每一电容Ck都与功率元器件之间连接着，并取决于这对元器件开关的状态，在这个电容上的电流是+I，0，-I， 它能表达为：这里的Sk和Sk+1是0或1(这将根据功率元器件开关的状态)。这个方程给出了下列电压Vck  k＝1…n的稳定状态的稳定条件：
当电流I在一开关段为积分恒定时，则对电压Vck  k＝1…n稳定状态的稳定条件可写为：
        
               
图3 四电平结构运行控制原理图

    我们知道对于这种四电平结构所采用的大功率元器件是IGBT，而在控制回路则采用的是PWM方式的调制技术。其控制回路采用了目前在工业系统中大量应用的控制器(工业用计算机)，用它来分配系统的工作周期和发送控制周期，在一个控制周期分成几个阶段，在每一阶段严格按照导通和关断的规律去控制IGBT功率元器件开关动作。从图3中我们可以很直观地看到各阶段各开关元器件的导通，关断的过程。例如在A段：1#，2#和3#的开关导通C1上充有正向电流；而在C段：2#，1#和3#的开关导通，而C1此时为放电状态。不管怎样我们的负载侧在一个周期内的各个阶段得到都是1/3V。同时我们很直观地看出在电容上的平均电流为0，电容在这里起到分压和使系统达到自然换相的目的。通过这种高速的分配控制，系统可以避免多个串联功率元器件在瞬间同时导通，有使输出电压波形趋于所希望的正弦波形。

    图4表明了在太钢实际采用的2个IGBT和电容模块化的结构图。这种通过双母排把IGBT和浮动电容组合在一起，大化地减小了IGBT的开关电感，同时也使整个系统成为一整个抽屉式的结构，其每一相仅有3个模块组成，非常易于维护。

           

4、结束语

    IGBT四电平结构变频控制器是当今传动系统新的控制技术，此类变频器套装置应用在工业系统中是1999年在欧洲的冶金系统的轧钢卷取轧机上，其动态静态性能和性都显示了当今技术的水平，2002和2003年先后在太钢和宝新投入运行的装置也了非常好的经济效益。本文较详细的分析了此变频器的拓扑结构和电流分配的原理。为选择适合于高压大容量场合多电平变频器的技术方案的应用提供了借鉴。

1 前 言  
自80年代通用变频器进入中国市场以来，在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。目前，通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。随着通用变频器应用范围的扩大，暴露出来的问题也越来越多，主要有以下几方面:  
① 谐波问题  
② 变频器负载匹配问题  
③ 发热问题  
以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并了相关的技术标准。如谐波问题，我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。针对上述问题，本文进行了分析并提出了解决方案及对策。  

2 谐波问题及其对策  
通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形。对于双性调制的变频器，其输出电压波形展开式为:  
(1)  
式中:n—谐波的次数n=1,3,5……;  
a1—开关角， i=1,2,3……N/2;  
Ed—变频器直流侧电压;  
N—载波比。  
由(1)式可见，各项谐波的幅值为  
(2)  
令n=1，则得出变频器输出电压的基波幅值为:  
(3)  
从(1)、(2)、(3)式可以看出，通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都抑制。  
如前所述，由于通用变频器的整流部分采用二管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较为陡峻的脉冲波，其谐波分量较大。为了谐波，可采用以下对策:  
① 增加变频器供电电源内阻抗  
通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越大。对于三菱FR-F540系列变频器，当电源内阻为4%时，可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时，选择短路阻抗大的变压器。  
② 安装电抗器  
安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，或同时安装，抑制谐波电流。表一列出了三菱FR-A540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。  
③ 变压器多相运行  
通用变频器的整流部分是六脉波整流器，所以产生的谐波较大。如果应用变压器的多相运行，使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%，起到了很好的谐波抑制作用。  
④ 调节变频器的载波比  
从(1)、(2)、(3)式可以看出，只要载波比足够大，较低次谐波就可以被有效地抑制，特别是参考波幅值与载波幅值小于1时，13次以下的奇数谐波不再出现。  
⑤ 滤波器  
该滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以非常有效地吸收谐波电流。  

3 负载匹配问题及其对策  
生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性是复杂的，大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型，应选择不同类型的变频器。  
① 恒转矩负载  
恒转矩负载是指负载转矩与转速无关，任何转速下，转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。  
摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的**左右，所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大，过载时间长和过载能力大的变频器。如三菱变频器FR-A540系列。  
位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。如三菱变频器FR-A241系列。  
② 风机泵类负载  
风机泵类负载是目前工业现场应用多的设备，虽然泵和风机的特性多种多样，但是主要以离心泵和离心风机应用为主，通用变频器在这类负载上的应用多。风机泵类负载是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q，转矩T与泵的轴功率N有如下关系式:  
(4)  
这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。如三菱变频器FR-F540（L）系列。风机负载在实际运行过程中，由于转动惯量比较大，所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题，可按下列公式进行计算:  
(5)  
(6)  
式中:tACC—加速时间(s);  
tDEC—减速时间(s);  
GD2—折算到电机轴上的转动惯量（N·m2 ）;  
g—重力加速度，g=9.81(m/s2);  
TM—电动机的电磁转矩(N.m);  
TL—负载转矩(N.m);  
nAS—系统加速时的初始速度（r/min）;  
nAE—系统加速时的终止速度（r/min）;  
nDS—系统减速时的初始速度（r/min）;  
nDE—系统减速时的终止速度（r/min）。  
从上式可以看出，风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。变频器具体设计时，按上式计算结果，进行适当修正，在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下，选择短时间。  
泵类负载在实际运行过程中，发生喘振、憋压和水垂效应，所以变频器选型时，要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单设定:  
喘振:测量易发生喘振的频率点，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。  
憋压:泵类负载在低速运行时，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时，通过限定变频器的频率，而限定了泵流量的临界点处的系统转速，这就避免了此类现象的发生。  
水垂效应:泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障报警烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机停止后再断开主电路电，或者设定“断电减速停止”功能，这样就避免了该现象的发生。  
③ 恒功率负载  
恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载，如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时，应该是就一定的速度变化范围而言的，通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式，而在该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频，该点对应的电压为变频器输出额定电压。从理论上讲，要想实现真正意义上的恒功率控制，变频器的输出频率f和输出电压U遵循U2/f=const协调控制，但这在实际变频器运行过程中是不允许的，因为在基频以上，变频器的输出电压不能随着其输出频率增加，只能保持额定电压，所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。  

4 发热问题及其对策  
变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了**变频器正常运行，对变频器进行散热，通常采用以下方法:  
① 采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行。  
② 降低安装环境温度:由于变频器是电子装置，内含电子元、电解电容等，所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃，如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就延长，性能也比较稳定。  
我们采取两种方法:一种方法是建造单的变频器低压间，内部安装空调，保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。  
以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。当变频器发生非正常运行（如过流，过压，过载等）产生的损耗通过正常的选型来避免此类现象的发生。  
对于风机泵类负载，当我们选择三菱变频器FR-F540时，其过载能为120%/60秒，其过载周期为300秒，也就是说，当变频器相对于其额定负载的120%过载时，其持续时间为60秒，并且在300秒之内不允许出现二次过载。当变频器出现过载时，功率单元因其流过的过载电流而升温，导致变频器过热，这时尽快使其降温以使变频器的过热保护动作，这个冷却过程就是变频器的过载周期。不同的变频器，其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同，并且其过载倍数越大，过载时间越短，请见表2所示:  
对于变频器所驱动的电机，按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其规定的数据长期运行。针对该类负载，变频器可根据电机铭牌数据进行选型，如连续运行的油泵，若其电机功率为22kW时，可选择FR-F540-22k变频器即可。重复短时工作制电机，其特点是重复性和短时性，即电机的工作时间和停歇时间交替进行，而且都比较短，二者之和，按国家规定不得过60秒。重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。针对该类负载，变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。如重复短时运行的升降机，其电机功率为18.5kW，可选择FR-A540-22k变频器。  

5 结论  
本文通过对通用变频器运行过程中存在问题的分析，提出了解决这些问题的实际对策，随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高，满足实际需要的真正“”变频器也会不久面世。