igbt高壓變頻器解析

2021-07-28

功率單元模塊串連而成，并不是用傳統的元器件串連來完成高壓輸出，因此 不存在元器件均壓問題。每一個功率單元模塊承擔所有的輸出電流，但僅承擔1/5的輸出相電壓和1/15的輸出功率。

變頻器選用多重化PWM工藝，圖1變頻器由5對（每對含正反相信號）先后相移12°的三角載波對基波電壓完成調制。對A相基波調制得到的5個信號，各自控制A1～A55個功率單元模塊，經疊加就可以得圖3所顯示具備11級階梯的相電壓波型。

它等同于30脈波變頻，理論上29次之下的諧波都能夠抵消，總的電壓和電流失真可各自低至1.2％和0.8％，堪稱“完美無諧波”（Harmony）變頻器。它的輸入功率因數可達0.95以上，無須設置輸入濾波器和功率因數補償設備。

該系列變頻器同一相的功率單元模塊輸出相同的基波電壓，串連各單元模塊相互間的載波錯開一定的相位，每一個功率單元模塊的igbt模塊開關頻率若為600Hz，則當每相有5個功率單元模塊串連時，等效的輸出相電壓開關頻率為6kHz。

功率單元模塊選用低的開關頻率可以降低開關損耗，而高的等效輸出開關頻率和多電平可極大改進輸出波型。波型改進除減小輸出諧波外，還可降低噪音、du/dt值和電機的轉矩脈動。

因此 這類變頻器用作調速電源對電機無特別規定，可用作普通的高壓電機，且無須降額，對輸出電纜長度都沒有特殊限制。

電壓型功率單元因為有足夠的濾波電容，變頻器可承擔－30％電源電壓降低和5個周期電源失去。這類主線路拓樸構造盡管使元器件數目增加，但因為igbt模塊驅動功率很低（峰值為5W左右，平均沒到1W），且無須選用均壓線路、吸改線路和輸出濾波器，使變頻器效率高達96％之上。

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