【分享】變頻器的結(jié)構(gòu)原理簡介

通常我們使用的變頻器中交交變頻器需要使用太多元件，不好控制，交直交使用的元件少，控制簡單，所以目前大多使用交直交結(jié)構(gòu)的變頻器。

1、變頻器的發(fā)展也同樣要經(jīng)歷一個(gè)徐徐漸進(jìn)的過程，最初的變頻器并不是采用這種交直交：交流變直流而后再變交流這種拓?fù)洌侵苯咏唤?，無中間直流環(huán)節(jié)。這種變頻器叫交交變頻器，目前這種變頻器在超大功率、低速調(diào)速有應(yīng)用。其輸出頻率范圍為：0-17（1/2－1/3 輸入電壓頻率），所以不能滿足許多應(yīng)用的要求，而且當(dāng)時(shí)沒有IGBT，只有SCR，所以應(yīng)用范圍有限。

交交變頻器其工作原理是將三相工頻電源經(jīng)過幾組相控開關(guān)控制直接產(chǎn)生所需要變壓變頻電源，其優(yōu)點(diǎn)是效率高，能量可以方便返回電網(wǎng)，其最大的缺點(diǎn)輸出的很高頻率必須小于輸入電源頻率1/3或1/2，否則輸出波形太差，電機(jī)產(chǎn)生抖動，不能工作。故交交變頻器至今局限低轉(zhuǎn)速調(diào)速場合，因而大大限制了它的使用范圍。

矩陣式變頻器是一種交交直接變頻器，由九個(gè)直接接于三相輸入和輸出之間的開關(guān)陣組成。矩陣變換器沒有中間直流環(huán)節(jié)，輸出由三個(gè)電平組成，諧波含量比較?。黄涔β孰娐泛唵?、緊湊，并可輸出頻率、幅值及相位可控的正弦負(fù)載電壓；矩陣變換器的輸入功率因數(shù)可控，可在四象限工作。

雖然矩陣變換器有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在其換流過程中不允許存在兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通的或者關(guān)斷的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)起來比較困難。矩陣變換器最大輸出電壓能力低，器件承受電壓高也是此類變換器一個(gè)很大缺點(diǎn)。

應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電中，由于矩陣變換器的輸入輸出不解耦，即無論是負(fù)載還是電源側(cè)的不對稱都會影響到另一側(cè)。另外，矩陣變換器的輸入端必須接濾波電容，雖然其電容的容量比交直交的中間儲能電容小，但由于它們是交流電容，要承受開關(guān)頻率的交流電流，其體積并不小。

交-交變頻就是直接變頻，少了一個(gè)環(huán)節(jié)，但是用的器件量很多，三相的需要36個(gè)晶閘管，控制復(fù)雜。我們老師開玩笑說誰調(diào)通了36個(gè)管子就可以立即畢業(yè)。還有交-交變頻只能往工頻一下調(diào)節(jié)頻率，一般調(diào)到工頻的1/3-1/2，差不多20Hz。

2、我們把交流變直流而后再變交流這種變頻器叫交直交變頻器，分為兩種，一種是交直交電壓型，另外一種是交直交電流型。其中前者廣泛使用，現(xiàn)在的通用變頻器就是采用這種拓?fù)洹?/span>

其特點(diǎn)是：中間為電解電容儲存提供母線電壓，前級采用二極管不控整流，簡單可靠，逆變采用三相PWM調(diào)制（目前調(diào)制算法是空間電壓矢量）。由于采用了一定容量的電解電容，所以直流母線電壓穩(wěn)定，此時(shí)只要控制好逆變IGBT的開關(guān)順序（輸出相序、頻率）和占空比（輸出電壓大?。涂梢垣@得非常優(yōu)越的控制特性。

交—直—交變頻器則是先把交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，再經(jīng)過逆變器把這個(gè)直流電流變成頻率和電壓都可變的交流電。

交直交變頻器又可以分為電壓型和電流型兩種，由于控制方法和硬件設(shè)計(jì)等各種因素，電壓型逆變器應(yīng)用比較廣泛。傳統(tǒng)的電流型交直交變頻器采用自然換流的晶閘管作為功率開關(guān)，其直流側(cè)電感比較昂貴，而且應(yīng)用于雙饋調(diào)速中，在過同步速時(shí)需要換流電路，在低轉(zhuǎn)差頻率的條件下性能也比較差，在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用的不多。

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