中高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析比較 2
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中高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析比較 2
所謂多重化技術(shù)就是每相由幾個(gè)低壓PWM功率單元串聯(lián)組成，各功率單元由一個(gè)多繞組的隔離變壓器供電，用高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制和以光導(dǎo)纖維隔離驅(qū)動(dòng)。多重化技術(shù)從根本上解決了一般6脈沖和12脈沖變頻器所產(chǎn)生的諧波問題，可實(shí)現(xiàn)完美無諧波變頻。圖2為6kV變頻器的主電路拓?fù)鋱D，每組由5個(gè)額定電壓為690V的功率單元串聯(lián)，因此相電壓為690V×5=3450V，所對(duì)應(yīng)的線電壓為6000V。每個(gè)功率單元由輸入隔離變壓器的15個(gè)二次繞組分別供電，15個(gè)二次繞組分成5組，每組之間存在一個(gè)12°的相位差。圖3中以中間△接法為參考(
AIGC當(dāng)涉及到中高壓變頻器（HVVF）的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，其核心目標(biāo)是有效地將交流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓可調(diào)的三相輸出，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并實(shí)現(xiàn)節(jié)能與控制性能。以下是關(guān)于中高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析比較：
1. **電壓源型拓?fù)洌╒SI, Voltage Source Inverter）**: 這種拓?fù)涫亲畛Ｒ姷闹懈邏鹤冾l器結(jié)構(gòu)之一，主要包括一個(gè)或多個(gè)全橋逆變器、電容器作為直流中間環(huán)節(jié)以及隔離變壓器。工作時(shí)，通過PWM（脈寬調(diào)制）技術(shù)控制全橋模塊導(dǎo)通與關(guān)斷，從而調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率。優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)高壓隔離，缺點(diǎn)是存在開關(guān)損耗大、諧波電流較高及對(duì)濾波要求嚴(yán)格等問題。
2. **電流源型拓?fù)洌–SI, Current Source Inverter）**: 在這種拓?fù)渲校绷髦虚g環(huán)節(jié)通常由大電感替代電容，形成類似于電流源的特性。全橋逆變器同樣被用于控制輸出電壓和頻率，但通過改變流過逆變器的直流電流來調(diào)節(jié)輸出電壓，從而降低開關(guān)損耗。然而，由于需要處理較大的電流脈沖，因此對(duì)電感參數(shù)選擇、散熱等要求較高。
3. **雙電平拓?fù)洌═wo-Level Topology）**: 包括電壓源型和電流源型兩種細(xì)分結(jié)構(gòu)。雙極性電壓型（Bipolar VSI）采用兩個(gè)獨(dú)立的半橋逆變器，而雙極性電流型（Bipolar CSI）則在每個(gè)橋臂加入兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位。它們都具有較高的開關(guān)頻率和較簡單的控制算法，但在高壓環(huán)境下可能面臨開關(guān)器件耐壓考驗(yàn)。
4. **多電平拓?fù)洌∕ulti-Level Topology）**: 如SiC MOSFET或IGBT多電平拓?fù)洌鏔lyback、MMC (Multilevel Converters)、DLC (Diode-Clamped Converters) 等，能有效減小電壓紋波、提高功率因數(shù)及減少諧波。多電級(jí)拓?fù)湫韪嚅_關(guān)元件和更復(fù)雜的控制策略，但總體上提供更高的運(yùn)行效率和可靠性。
總結(jié)來說，不同的中高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣，具體應(yīng)用時(shí)需綜合考慮系統(tǒng)負(fù)載特性、運(yùn)行環(huán)境條件、成本等因素，并結(jié)合最新的電力電子技術(shù)發(fā)展趨勢來選擇最適合的技術(shù)方案。
