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交流/交流转换器

时间:2022-10-13 人气: 来源:山东合运电气有限公司

  交流/交流转换器是将交流的电气波形转换为另一种交流电气波形的设备,其电压和频率均可任意调整。像变频器、循环换流器及矩阵转换器都是交流/交流转换器。

分类


交流/交流转换器可以依以下的方式分类:

  •   间接交流/交流转换器,也称为交流/直流/交流转换器,或是变频器,也就是有整流器、直流链及逆变器的转换器[1]

  •   循环换流器

  •   复合矩阵转换器

  •   矩阵转换器

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有直流链的转换器


  •   有直流链的转换器有二种:

  •   电压源变频器(VSI):其整流器由二极管电桥组成,直流链则为并接的电容器。


  电流源变频器(CSI):其整流器由相控的切换元件,直流链则为一个或二个串接的电感器,连结整流器和逆变器。


  若马达需要动态刹车,可以用刹车斩波器及电阻器并联在整流器上来达成。另一种刹车方式是在整流器上反向并联闸流体,使能量可以回到交流电源端。不过这种相控闸流体为基础的整流器,在轻载时对电源电压的歧变比二极管整流器要大,功率因素也比较小。


  若交流/交流转换器希望有近似弦波的输入电流,以及双向的功率流动,可以用脉冲宽度调变(PWM)的整流器、PWM的逆变器配合直流链达到。直流链的大小以逆变器和整流器之间共同的能量储存元件来表示,在电压源变频器中为电容,在电流源变频器中为电感。PWM整流器控制输入电流为弦波,可能和交流电源的电压同相,若是能量回馈到电源端,电流会和电压反相。


  因为直流链的储存元件,整流器和逆变器有相当程度的解耦,有在控制上的好处。不过直流链的储存元件其体积较大,若在电压源变频器中使用电解电容器,也潜在的降低了系统的寿命。

循环换流器


  循环换流器利用切换元件将输入波形切换后,产生变频率,近似弦波的输出电压,没有中间的直流链储存元件。切换元件可能是SCR,不过其输出频率需要比输入电压的频率要低。大型的循环换流器(功率约到10 MW)是为压缩机及风洞机所设计,或是像水泥窑炉之类的变速应用。


矩阵转换器


  传统的矩阵转换器[6][7]


  间接型的矩阵转换器[8][9][10]


  为了提高功率密度及可靠性,一种可行的作法是考虑矩阵式的架构,将三相输入和三个输出用九个双向的功率晶体来进行切换,每一相输入都有三个功率晶体连接到三相的输出,这就是直接型的矩阵转换器,没有中介的能量转换元件,电压及电流的转换都在一级的转换器中完成。


  有另外一种间接型的能量转换方式,可以用间接型的矩阵转换器,或是由苏黎世联邦理工学院的Johann W.Kolar教授发明的稀疏矩阵变换器来达成。就像电压源及电流源的变频器一样,会分为几阶来处理电压及电流的转换,但直流链没有中介的储能元件。一般来说,使用矩阵转换器后,可以减小直流链的储能元件,或是甚至不用,不过会使用很多的功率晶体。矩阵转换器常视为未来变频技术的概念之一,不过数十年来的密集研究,在工业上的使用并不多。不过因为近来已可获得低成本、高效能的半导体,过去几年已有少数变频器厂商在提倡矩阵转换器[11]。


  

关于交流/交流转换器,小编为大家就分享这些。欢迎联系我们合运电气有限公司,以获取更多相关知识。

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