变频器中间环节优选直流方式原因——雷诺尔

变频器的开展阅历一个缓缓渐进的进程，Z初的变频器并不是选用这种交直交：沟通变直流然后再变沟通这种拓扑，而是直接交交，无中心直流环节。这种变频器叫交交变频器，现在这种变频器在超大功率、低速调速有运用。其输出频率规模为：0-17（1/2——1/3 输入电压频率），所以不能满足许多运用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以运用规模有限。

　　交交变频器其作业原理是将三相工频电源经过几组相控开关操控直接发生所需求变压变频电源，其长处是功率高，能量能够便利回来电网，其Z大的缺陷输出的Z高频率有必要小于输入电源频率1/3或1/2，不然输出波形太差，电机发生抖动，不能作业。故交交变频器至今限制低转速调速场合，因此大大限制了它的运用规模。

　　矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中心直流环节，输出由三个电平组成，谐波含量比较小；其功率电路简略、紧凑，并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压；矩阵变换器的输入功率因数可控，可在四象限作业。尽管矩阵变换器有许多长处，可是在其换流进程中不允许存在两个开关同时导通的或许关断的现象，实现起来比较困难。矩阵变换器Z大输出电压才能低，器材接受电压高也是此类变换器一个很大缺陷。运用在风力发电中，因为矩阵变换器的输入输出不解耦，即无论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另一侧。别的，矩阵变换器的输入端有必要接滤波电容，尽管其电容的容量比交直交的中心储能电容小，但因为它们是沟通电容，要接受开关频率的沟通电流，其体积并不小。

　　交-交变频就是直接变频，少了一个环节，可是用的器材量许多，三相的需求36个晶闸管，操控复杂。咱们教师恶作剧说谁调通了36个管子就能够当即毕业。还有交-交变频只能往工频一下调理频率，一般调到工频的1/3-1/2，差不多20Hz。

　　2交直交变频器

　　咱们把这种沟通变直流然后再变沟通这种变频器叫交直交变频器。交—直—交变频器则是先把沟通电经整流器先整流成直流电，直流中心电路对整流电路的输出进行平滑滤波，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的沟通电。

　　分为两种：

　　交直交电压型

　　交直交电流型

　　其中前者广泛运用，现在的通用变频器就是选用这种拓扑。其特色是：中心为电解电容储存供给母线电压，前级选用二极管不控整流，简略可靠，逆变选用三相PWM调制（现在调制算法是空间电压矢量）。因为选用了一定容量的电解电容，所以直流母线电压稳定，此刻只要操控好逆变IGBT的开关次序（输出相序、频率）和占空比（输出电压大小），就能够取得非常优越的操控特性。

　　因为操控方法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器运用比较广泛。传统的电流型交直交变频器选用天然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且运用于双馈调速中，在过同步速时需求换流电路，在低转差频率的条件下功能也比较差，在双馈异步风力发电中运用的不多。选用电压型交直交变频器这种整流变频装置具有结构简略、谐波含量少、定转子功率因数可调等优异特色，能够明显地改善双馈发电机的运行状态和输出电能质量，而且该结构经过直流母线侧电容彻底实现了网侧和转子侧的别离。电压型交直交变频器的双馈发电机定子磁场定向矢量操控体系，实现了基于风机Z大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦操控，是现在变速恒频风力发电的一个代表方向。

　　此外，还有一种并联的交直交逆变器拓扑结构。这种结构的主要是经过一个交直交电流型和一个交直交电压型变频器并联，电流型逆变器作为主逆变器担任功率传输，电压型逆变器作为辅逆变器担任补偿电流型逆变器谐波。这种结构主逆变器有较低的开关频率，辅逆变器有较低的开关电流。同上面说到的交直交电压型逆变器相比较，该拓扑结构具有低开关损耗，整个体系的功率比较高。其缺陷也是清楚明了的，大量电力电子器材的运用导致本钱的上升以及愈加复杂的操控算法，别的该种结构电压利用率比较低。

　　3 交直交变频器存在的问题

　　尽管交—直—交变频器具有输出频率高、功率因数高级长处，但交—直—交变频器仍存在许多待改善的问题：

　　当时大功率高电压电力电子器材处在开展期，GTO元件面对淘汰，IGBT，IGCT尚待成熟；

　　选用IGCT（或许GTO）、IECT的变流器，器材故障形成直通短路的维护还是难题；电源侧变流器如果发生直通短路会形成电网短路，所以变流器有必要选用高漏抗输入变压器，一般要求15%，乃至高达20%；

　　交—直—交变频器低频运行时过载才能减低，一般运行在5Hz以下时变频器过载才能折半；

　　交—直—交变频器输出PWM调制电压波形的电压改变率du/dt很高，容易形成电机和电器的绝缘疲劳损害；输出导线较长时，共模反射电压会在电机侧发生很高的电压，如果是两电平的变流器，这个电压的峰值是直流电压的两倍，如果是三电平的变流器，这个电压的峰值是中心一半电压的三倍；

　　交—直—交变频器PWM调制将发生谐波、噪声、轴电流等问题。

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