电力电子：静止式变压变频器的工作原理与优势

"交流电机讲座2，主要讲解静止式变压变频器的工作原理和类型，特别是交-直-交和交-交变频器，以及PWM变压变频器的优势。" 交流电机的变速控制在工业领域中具有广泛应用，其中变频器是实现这一目标的关键设备。静止式变压变频器，即VVVF装置，能根据需求调整电压和频率，以控制异步电动机的转速。早期的VVVF装置依赖于旋转变频机组，但随着电力电子器件的发展，这种设备已被更高效、灵活的静止式变频器所取代。 静止式变频器主要分为两大类：交-直-交和交-交变频器。交-直-交变频器首先通过整流器将工频交流电转换为直流电，再通过逆变器将其转换为可调的交流电。由于这个过程中有一个“中间直流环节”，所以被称为间接式变频器。其中，PWM变频器因其高效、简单的结构和良好的输出质量而被广泛应用。PWM技术通过控制电压脉冲，可以同时调节输出电压和频率，减少低次谐波影响，提高电动机运行的稳定性，并实现宽范围调速。 PWM变频器的优点包括：1)仅需控制逆变单元，采用全控型功率开关器件，如IGBT或MOSFET，实现对输出电压和频率的独立调节；2)通过PWM控制，输出波形虽为脉冲，但接近正弦波，减少了转矩脉动，提升了稳态性能；3)动态响应快，不受中间直流环节滤波器参数影响；4)使用二极管整流器，电源侧功率因数高，且与逆变器输出电压无关。 交-交变频器则跳过了直流环节，直接将交流电转换为另一频率的交流电，但其控制复杂度更高，通常适用于特定的应用场景。 总结来说，交流电机讲座2深入探讨了静止式变频器的工作原理，尤其是交-直-交变频器中的PWM技术，揭示了这些设备在异步电动机调速控制中的重要作用和优势。通过理解这些知识点，我们可以更好地理解和应用变频器技术，提升电力系统和电动机的效率与性能。