电力电子器件及变频技术应用探析

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1、电力电子器件及变频技术应用探析　　【摘要】随着电子科技的发展，电力电子器件和变频技术发挥着重要的作用，特别是变频技术在家电领域的应用也越来越广泛。为此我们分析了电力电子器件及变频技术的发展历程，分析了变频技术的应用，并在此基础上对变频技术的发展带来的很多电子问题进行了分析，最后提出了对应的解决办法。　　【关键词】电力电子器件变频技术应用探索　　变频技术是重要的交流调速技术，是在电力电子器件和计算机硬件技术的发展下兴起的技术。特别是随着微电子技术以及计算机技术的飞速发展，变频技术承担着越来越重要的角色，而电力电子器件也

2、叫功率半导体器件，主要作用于电子设备的电能转换以及大型控制电路的电子器件，其在机电一体化、电机传动、航空航天等领域已经得到了广泛的应用。　　1电力电子器件以及变频技术的发展4　　电力电子技术通常有四个方面分别是：功率半导体器件；IC技术；功率转换技术；自动控制技术，而电力电子技术是实现这些技术基础。普通晶闸管是最早投入使用的电力电子器件，是奠定电力电子器件的基础。变频技术最早是在上世纪70年代出现的，技术的产生一开始是为了实现交流电机的无极调速，但是随着研究的深入，很多研究学者对脉宽调制变压变频调速进行了深入的研究。

3、直到八十年代，PWM模式的优化逐渐成为了研究的重点方向，并且也取得了较好的成果。电力电子器件从最初的控制晶闸管、双极功率晶体管、SIT等逐渐的向HVIGBT进行转变，使得变频技术得到了发展。随后产生的VVVF变频器的操作不并不难，而且也能够达到硬度上的标准，并逐渐的得到重视，但是其在最大输出转矩、静态调速等方面还有着很大的不足。矢量控制法的出现极大的改善了这些问题，但是在现实应用中由于电动机参数和系统特性有关，矢量转换的效果并不理想。直接转矩控制是由德国的Dcpen.教授研究的，操作理念先进，结构简单，获得了广泛的应

4、用。　　2变频技术在家电中的应用　　（1）电冰箱，因为电冰箱需要长时间运行状态，当压缩机完成变频制冷后，可以将运行速度控制到低速状态，这样就可以有效的降低压缩机引起的噪声现象，而且也非常的利于节能。　　（2）空调器，变频技术最大好处就是扩大了空调器中压缩机的工作范围，压缩器的运行不再是冷、暖操作断续状态，因此大大提升了电力资源的利用率。当前空调器上的变频调速已经可以实现无刷直流电机运行，相比于以往的电机变频，其节能效果进一步提升。为了进一步的提高空调的功能转换效率，日本的研发者已经开始采用PWM+PAM的方法取代原来

5、单一PWM的操作方法。其控制的方法是，当速率较低的时候采用U/f恒定控制，如果转速超过了临界值，则调节到最大值从而增加逆变器的输入直流电压值，所以就必须先调整直流斩波器的导通占空比，从而使变频器转速随输出电压的增大而增加，通常这个区域被叫做PAM区。进行这样的操作和技术后，使得变频器的综合效率、输入功率因素等相比于以往的控制进一步增加。4　　变频技术的应用给家电带来很大的便利，可以说是对家电领域的一次技术革新。而且随着变频技术与其他学科的交叉越来越深入，其对于太阳能发电系统、新型能源拓扑、滤波技术等也会越来越大。　　

6、3变频技术的核心问题和解决对策　　3.1谐波调控　　要实现对电子设备谐波的控制，首先的措施就是通过谐波补偿将输入电流转换成正弦波。其次是运用单位功率对交流器内部进行改造，在提高功率因数的同时控制谐波。多重化技术对大容量变流器的谐波有着很好的消除作用，通过叠加方波的方法减少次数不高的谐波，保持阶梯波在正弦附近，随着重数增加让波形更加接近于正弦波。PWM技术则应用于更高功率的因数变流器上，输入电流几乎等同于正弦波，并由PWM来控制整流桥的各个电子器件，因此输入电流几乎等同于正弦波，经由正弦PWM控制着整流桥上的各器件。如

7、此，则高次谐波成为输入电流中唯一的谐波，而这些谐波更加的方便于滤除。PWM逆变器通常采用整流器，好处是电流频率和输入电压保持不变，而输出电压则并不确定，在运行时可以达到四象限，完成双向传输能量。　　3.2电磁干扰的抑制策略4　　解决电磁干扰的主要办法是尽量减少开关器件开合时产生的过大电流以及电压上升率，当前应用最为广泛也是最有效的两种方法是零电流开关和零电压开关电路。其中具体的实现办法为：首先可以改变开关器件上的串联电感，这样就能有效的削弱电流开关器件到导通时的电流上升率，并让器件丧失了电压、电流重叠区，从而达到减少

8、开关损耗、抑制电磁干扰的目的。同样也可以在开关器件上并联电容的方法来实现，这样的方式能够削弱器件关闭时的抑制电压上升率（du/dt），同样也会避免其出现电压、电流重叠区，减小开关损耗。目前变频技术中存在的软开关技术：部分谐振PWM，为了让效率更加的接近硬开关，必须避免器件电流有效值的升高。因此在一个开关周期内，电路谐振仅存在于器件开关和断开的时