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變頻器知識:為什么要整流然后再逆變?

日期: 2020-07-28
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  專用變頻器供應商提醒您:在日常工控生產中,是存在不需要整流單元的變頻器,就是所謂的交-交變頻器。但是市場上絕大部分都是交-直-交變頻器,也就是含有整流單元的,這是技術和市場競爭到一定程度形成的格局,交直交變頻器生產起來價格更低,使用起來更加可靠成熟,所以大家都使用它。實際上這點也是符合人類科學研究的一些規律的。


  比如我們的聲音,現在都要經過數字化,變成簡單的0-1代碼,然后傳輸到遠方,再變成真實的聲音。因為簡單的東西容易量化和處理,所以我們都會把復雜的曲線線性化,然后再用線性化的東西去逼近模擬復雜的實際環節。

變頻器知識:為什么要整流然后再逆變?

  交-直-交變頻器,是先把交流電變成直流,然后再通過IGBT斬波的方式逆變成交流,斬波時候處理輸入的直流電比較容易了,因為它是直線的,從微積分的道理來看,只要分成夠小的很多方塊,累積起來作用效果和正弦波是一樣的,而IGBT這些器件,本身只能開和關,所以處理方塊的信號比較適合了。


  所以先把交流變成了直流,看起來多了一道工序,實際上“磨刀不誤砍柴工”,反正容易很多。另外整流模塊,電容這些屬于比較傳統成熟的電子器件,價格相對便宜了,只是體積大了一點而已。

變頻器知識:為什么要整流然后再逆變?

  交直交變頻器比較常見,由整流器、濾波系統和逆變器三部分組成。整流器為二極管三相橋式不控整流器或大功率晶體管組成的全控整流器,逆變器是大功率晶體管組成的三相橋式電路,其作用正好與整流器相反,它是將恒定的直流電交換為可調電壓,可調頻率的交流電。


  中間濾波環節是用電容器或電抗器對整流后的電壓或電流進行濾波,交直交變頻器按中間直流濾波環節的不同,又可以分為電壓型和電流型兩種,由于控制方法和硬件設計等各種因素,電壓型逆變器應用比較廣泛,它在工業自動化領域的變頻器(采用變壓變頻VVVF控制等)和IT、供電領域的不間斷電源(即UPS,采用恒壓恒頻CVCF控制)都有應用。

變頻器知識:為什么要整流然后再逆變?

  當然,并不是說交交變頻器就沒有發展了。矩陣式變頻器是一種新型交交直接變頻器,由九個直接接于三相輸入和輸出之間的開關陣組成。矩陣變換器沒有中間直流環節,輸出由三個電平組成,諧波含量比較小;其功率電路簡單、緊湊,并可輸出頻率、幅值及相位可控的正弦負載電壓;矩陣變換器的輸入功率因數可控,可在四象限工作,雖然矩陣變換器有很多優點。


  但是在其換流過程中不允許存在兩個開關同時導通的或者關斷的現象,實現起來比較困難,講白了是就是算法不成熟。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很大缺點。另外它雖然不要了整流單位,但是比交直交變頻器多了6個開關器件。

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