大中功率风机与泵类负载采用变频调速可节约大量电能，其功率范围为 200～2000 kW。我国现有交流电动机以 200 kW 为界：200 kW 以下电动机额定电压 380 V，200 kW 以上额定电压有 3 kV、6 kV、10 kV 三个等级。供电部门从提高输送能力和减小线损出发希望提高输送电压，目前 3 kV 等级已取消、6 kV 正淘汰、大力推行 10 kV、部分地区已提至 20 kV。电气拖动系统设计原则是简化配置，200 kW 以上电动机通常直接采用 10 kV，但对变频拖动系统设计若选用 10 kV“直接”变频，从以下几方面看都不合理：
（1）10 kV 电动机从制造看并不困难，但随着电压升高必须提高绝缘等级、使电动机重量与价格增加。以 YJS 系列 4 极 560 kW 电动机为例：380 V 重 3.6 t、价格 11 万；6 kV 重 3.9 t、价格 15 万；10 kV 重 4.4 t、价格 20 万。
（2）受电力电子器件电压及电动机允许 du/dt 限制，10 kV 变频器必须多电平、多器件串联，造成结构复杂、价格昂贵、可靠性差。对 10 kV 变频器若用 1700 V IGBT 器件需 10 只串联、三相共 120 支器件（每相 4 个串联组）；用 3300 V 器件也需 5 只串联、三相共 60 支器件、数量巨大。另一方面因电动机运行电流小、IGBT 器件电流能力得不到充分利用：仍以 560 kW 为例，10 kV 电动机电流仅约 40 A，而 1700 V IGBT 电流已达 2400 A、3300 V 器件达 1600 A，由此构成的主电路极不合理。
以 200 kW 为中低压分界是考虑电动机直接启动：10 kV/380 V 电力变压器容量 2000 kVA、短路阻抗 6% 左右，电动机直接启动（启动电流 5～7 倍额定电流）时 380 V 母线压降限制在 5% 左右；若再加大变压器、短路电流太大、低压开关难以承受。而电力拖动系统采用变频器调速后、启动电流被限制在额定值内，对变压器 380 V 母线电压冲击也应随之变化。
低压电动机容量主要由变频器并联器件耐压与容量而定，例如低压变频器采用 1200 V 或 1700 V IGBT、额定电流小于 1800～2400 A 时并联数不大于 2。800～1200 kW 以下变频调速宜选 380 V 或 660 V 电压等级，因这些等级线路简单、技术成熟、可靠性高、du/dt 小、价格便宜。仍以 560 kW 电动机为例，630 kW、660 V 低压变频器约 50 万，而同容量 2300 V 中压变频器约 90 万；因电动机、变压器价格远低于变频器、即使更换也合理。
中压变频采用的器件种类及电压等级很多、线路方案也不同。基于目前市场流行产品，是基于 1700 V IGBT 的分离直流电源多重化（SDM、H 桥串联）方案及基于 3300 V、4500 V、6000 V IGBT 或 IGCT、IEGT 三电平方案（THL）。1000～1500 kW 以上电动机调速可采用中压变频，国外中压变频器有多个电压等级：1.1 kV、2.3 kV、3 kV、4.2 kV、6 kV，主要由器件电压等级确定。在三电平方案与分离直流电源多重化方案中器件不串联情况下，器件电压与变频器电压关系如表3-4 所示。
表3-4 在不串联情况下，器件电压与变频器电压间的关系
目前变频器开关器件最高电压 6000 V、不串联情况下变频器最高电压 4.2 kV；6 kV 变频器必须串联导致线路复杂、器件多、可靠性受影响，国外很少做 6 kV、10 kV 基本不做。从原理上 SDM 通过 H 桥单元串联、输出电压不受器件电压限制、可做到较高电压等级，但提高电压代价是器件大量增加、可靠性降低。对同样输出功率变频器，用较高电压较多单元串联代价大于用较低电压较少数量电流较大单元，即在器件电流允许条件下应选尽可能低的电压等级。
目前 IGBT 器件是制造各种变频调速装置的主要电力电子器件，因 IGBT 具很高开关频率、在防止擎住效应情况下 du/dt、di/dt 允许达数千伏（安）/微秒数量级，且驱动保护电路简单易用、具较高工作电压与较大工作电流等优点。但 IGBT 导通饱和压降达 3～4 V、功率损耗大、器件温升较高，限制其应用；因制造工艺原因 IGBT 最高工作电压只能达约 4 kV、工作电流最大 2000 A，常见工作电压约 2～3 kV、电流数百安培。据电力电子器件发展、预计几年后变频设备最有前途的开关器件为门极换相晶闸管 IGCT、MOS 控制晶闸管 MCT，其中参数性能非常优异的 MCT 最具发展潜力。IGCT 兼具可控硅与 IGBT 器件优点，在 10 kHz 以下高压大功率产品有非常好的应用前景，值得研制高压大功率变频器企业密切关注。MOS 控制晶闸管 MCT 形成工业化产品后将成为今后变频设备主流开关器件，原因是其具有：①MCT 是电压控制型器件、而 SCR 是电流控制器件、故控制更简单；②对给定正向压降 MCT 具有最大电流密度（为 GTR 的 10 倍、达林顿管 30 倍、功率 MOSFET 100 倍、普通晶闸管 500 倍）；③电压电流容量大，击穿电压 3000 V 峰值电流 1000 A 时最大关断电流密度 6000 A/cm²；④通态压降小、其饱和压降小。