电力电子：交-直-交变频器与PWM技术解析

"电力电子技术中的变压变频器与脉冲宽度调制(PWM)是现代电机控制的关键技术。本文深入探讨了这两种技术及其在异步电动机调速系统中的应用。 【标题】所涉及的核心概念是"每个周期的六边形合成电压空间矢量"，这在电力电子学中用于描述交流电压的控制策略。在脉冲宽度调制的逆变器中，电压空间矢量方法被用来模拟连续的正弦波输出。在一个周期内，逆变器通过快速开关不同的电压水平，使得这些电压矢量组合起来近似于一个正弦波形。每个矢量的幅值保持不变，但相位会以每六分之一周期(即π/3)的角度变化，最终在六次切换后形成一个完整的正六边形，覆盖了2π弧度，确保了连续的电压输出。 【描述】中提到了"六边形合成电压空间矢量"的概念，这是PWM逆变器中一种常见的调制策略。在交-直-交变频器中，首先通过整流器将交流电转化为直流电，然后通过PWM逆变器将直流电转换成可变频率和电压的交流电。这种逆变器被称为"间接式"，因为它有一个中间的直流环节。在PWM逆变器中，通过控制开关元件的导通时间来改变输出电压的平均值，从而实现电压和频率的调控。 【标签】"变压变频器"和"脉冲宽度调制(PWM)"是关键术语。"变压变频器"，或称VVVF装置，用于改变电动机的供电电压和频率，以实现调速。"PWM"是一种高级的控制技术，通过改变开关元件的脉冲宽度来调节平均电压，从而得到接近正弦波的输出，降低了谐波影响，提高了电机运行的效率和稳定性。 【部分内容】中进一步阐述了"交-直-交"和"交-交"两类变频器的区别。交-直-交变频器因其中间的直流环节而得名，通常包括整流器和PWM逆变器两部分。PWM逆变器的优势在于其简单的控制结构、高效率以及通过PWM控制技术减小转矩脉动和提高调速性能。而"交-交"变频器则直接将交流电转换为另一频率的交流电，但结构更为复杂，应用相对较少。 "每个周期的六边形合成电压空间矢量"是PWM逆变器的一种有效控制策略，通过这种策略，可以实现交流电机的高效、精确调速，而"交-直-交"和"交-交"变频器则是实现这一目标的关键设备。