本文介绍了电压型和电流型高压变频器的概念,分析了两种高压变频器的功率器件和主电路结构,以及各项性能指标和适用范围上的差异。通过分析可知,电压型变频器无论在经济上还是技术上都比电流型变频器具有明显的优势。

第43卷第11期2009年11月

电力电子技术

PowerElectronics

Vol.43No.11November，2009

浅析电压型和电流型高压变频器

文

斌

（贵州吉荣安全评价有限公司，贵州贵阳550001）

摘要：介绍了电压型和电流型高压变频器的概念，分析了两种高压变频器的功率器件和主电路结构，以及各项性能指

标和适用范围上的差异。通过分析可知，电压型变频器无论在经济上还是技术上都比电流型变频器具有明显的优势。

关键词：变频器；器件；性能中图分类号：TN77

文献标识码：A

文章编号：1000-100X（2009）11-0064-02

AnalysisofVoltage-sourceandCurrent-sourceHigh-voltageInverter

WENBin

（GuizhouJi-RongSecurityAppraisalCo.，Ltd.，Guiyang550001，China）

Abstract：Theconceptofvoltagetransducerandcurrenttransducerareintroduced.Thepowerdevicesandtopologycircuitsof

thetwotypeshigh-voltagetransducersisanalyzed，meanwhile，thedifferencesofpropertiesandapplicationscopesarepre-sented.Theanalysisshowsthatthevoltage-sourceinverterissuperiortocurrent-sourceinvertertechnicallyandeconomically.Keywords：inverter；device；property

1引言

电机是工业生产中主要的耗电设备，而高压大功率电机的应用更为突出。这些设备大部分都存在很大的节能潜力。所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。由于高压大功率变频调速技术的日益成熟，原来一直难解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很

高压变频器的种类层出不穷，其应用领域好的解决。

和范围也越来越广泛，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了先决条件。不同的高压变频器的电路拓扑方案具有不同的技术水平。该水平决定了变频器和传动系统的稳定性、可靠性以及使用寿命、维护费用、性价比等重要指标。因此，了解不同种类高压变频器的技术水平，可以在选择变频

节能回报率高的效果。器时达到投入少、

AC/AC变频器和有直流环节的变频器，即AC/DC/

其中直流环节采用大电感以平抑电AC变频器两类。

流脉动的变频器称为电流源型变频器；采用大电容抑制电压波动的变频器称为电压源型变频器。电流源型变频器分为负载换向式（晶闸管）变频器（LCI）和采用自关断器件（的变频器。电压GTO或SGCT）

源型变频器可分为功率器件串联二电平直接高压变频器、采用IGCT或HV-IGBT的三电平变频器和采用LV-IGBT的单元串联多电平变频器。各类高压变频器的示意图如图1所示。

图1各类高压变频器的示意图

3电流型与电压型变频器比较

2高压变频器的概念

按照国际惯例和我国标准对电压等级的划分，供电电压大于等于10kV为高压，1~10kV为中压。通常习惯将额定电压为6kV或3kV的电机称为“高压电机”。由于额定电压1~10kV的变频器拥有共同的特征，因此将驱动1~10kV交流电动机的变频器称为高压变频器。高压变频器不像一般的变频器那样具有成熟的、一致性的主电路拓扑结构。由于功率器件的电压耐量与高压使用条件之间存在矛盾，高压变频器采用了不同的功率器件和主电路结构，因而在各项性能指标和适用范围也存在不同。

高压变频器可分为：无直流环节的变频器，即

3.1AC/DC/AC变频器的分类

图2示出可四象限运行的IGBT直接串联高压变频器电路结构。

图2IGBT直接串联高压变频器电路

根据AC/DC/AC变频器直流端滤波器的型式，可将逆变电路分为电压型和电流型两类。电压型高压变

频器是在逆变器的直流供电输入端并联有大电容，一方面可抑制直流电压的脉动，减少直流电源内阻，使其近似为恒压源；另一方面为来自逆变器侧的无功电流提供导通路径，因此，将其称为电压型逆变电路。

本文介绍了电压型和电流型高压变频器的概念,分析了两种高压变频器的功率器件和主电路结构,以及各项性能指标和适用范围上的差异。通过分析可知,电压型变频器无论在经济上还是技术上都比电流型变频器具有明显的优势。

另一类是在逆变器直流供电侧串联大电感，使直流电源近似为恒流源，该电路为电流型逆变电路。电路中串联的电感用以抑制直流电流的脉动，但输出特性软

。LCI变频器主电路结构图如图3所示。

图3LCI变频器主电路结构图

3.2电压型变频器与电流型变频器的特点与区别

直流回路的滤波环节电压型逆变器的直流（1）

滤波环节主要采用大电容，因此电源阻抗小，相当于电压源。电流型逆变器的直流滤波环节主要采用大电感，相当于恒流源。

输出波形电压型逆变器输出的电压波形是（2）

SPWM高频矩形载波，其电流波形在感性负载时近似于正弦波，含有部分高次谐波分量，在输入端采用简易滤波装置，便可使输出波形的谐波含量满足国家的标准。电流型变频器输出的电流波形是一个交变矩形波，其输出的电压波形接近于正弦波，含有丰富的高次谐波分量，易使电机发热，一般使用时都要选用进口的特制电机。当 …… 此处隐藏：1878字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……