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变频器知识:为什么要整流然后再逆变?

日期: 2020-07-28
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  专用变频器供应商提醒您:在日常工控生产中,是存在不需要整流单元的变频器,就是所谓的交-交变频器。但是市场上绝大部分都是交-直-交变频器,也就是含有整流单元的,这是技术和市场竞争到一定程度形成的格局,交直交变频器生产起来价格更低,使用起来更加可靠成熟,所以大家都使用它。实际上这点也是符合人类科学研究的一些规律的。


  比如我们的声音,现在都要经过数字化,变成简单的0-1代码,然后传输到远方,再变成真实的声音。因为简单的东西容易量化和处理,所以我们都会把复杂的曲线线性化,然后再用线性化的东西去逼近模拟复杂的实际环节。

变频器知识:为什么要整流然后再逆变?

  交-直-交变频器,是先把交流电变成直流,然后再通过IGBT斩波的方式逆变成交流,斩波时候处理输入的直流电比较容易了,因为它是直线的,从微积分的道理来看,只要分成够小的很多方块,累积起来作用效果和正弦波是一样的,而IGBT这些器件,本身只能开和关,所以处理方块的信号比较适合了。


  所以先把交流变成了直流,看起来多了一道工序,实际上“磨刀不误砍柴工”,反正容易很多。另外整流模块,电容这些属于比较传统成熟的电子器件,价格相对便宜了,只是体积大了一点而已。

变频器知识:为什么要整流然后再逆变?

  交直交变频器比较常见,由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。整流器为二极管三相桥式不控整流器或大功率晶体管组成的全控整流器,逆变器是大功率晶体管组成的三相桥式电路,其作用正好与整流器相反,它是将恒定的直流电交换为可调电压,可调频率的交流电。


  中间滤波环节是用电容器或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波,交直交变频器按中间直流滤波环节的不同,又可以分为电压型和电流型两种,由于控制方法和硬件设计等各种因素,电压型逆变器应用比较广泛,它在工业自动化领域的变频器(采用变压变频VVVF控制等)和IT、供电领域的不间断电源(即UPS,采用恒压恒频CVCF控制)都有应用。

变频器知识:为什么要整流然后再逆变?

  当然,并不是说交交变频器就没有发展了。矩阵式变频器是一种新型交交直接变频器,由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中间直流环节,输出由三个电平组成,谐波含量比较小;其功率电路简单、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,可在四象限工作,虽然矩阵变换器有很多优点。


  但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象,实现起来比较困难,讲白了是就是算法不成熟。矩阵变换器最大输出电压能力低,器件承受电压高也是此类变换器一个很大缺点。另外它虽然不要了整流单位,但是比交直交变频器多了6个开关器件。

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