igbt高压变频器解析

2021-07-28

功率单元模块串连而成，并不是用传统的元器件串连来完成高压輸出，因此不存在元器件均压问题。每一个功率单元模块承担所有的輸出电流，但仅承担1/5的輸出相电压和1/15的输出功率。

变频器选用多重化PWM工艺，图1变频器由5对（每对含正反相信号）先后相移12°的三角载波对基波电压完成调制。对A相基波调制得到的5个信号，各自控制A1～A55个功率单元模块，经叠加就可以得图3所显示具备11级阶梯的相电压波型。

它等同于30脉波变频，理论上29次之下的谐波都能够抵消，总的电压和电流失真可各自低至1.2％和0.8％，堪称“完美无谐波”（Harmony）变频器。它的輸入功率因数可达0.95以上，无须设置輸入滤波器和功率因数补偿设备。

该系列变频器同一相的功率单元模块輸出相同的基波电压，串连各单元模块相互间的载波错开一定的相位，每一个功率单元模块的igbt模块开关频率若为600Hz，则当每相有5个功率单元模块串连时，等效的輸出相电压开关频率为6kHz。

功率单元模块选用低的开关频率可以降低开关损耗，而高的等效輸出开关频率和多电平可极大改进輸出波型。波型改进除减小輸出谐波外，还可降低噪音、du/dt值和电机的转矩脉动。

因此这类变频器用作调速电源对电机无特别规定，可用作普通的高压电机，且无须降额，对輸出电缆长度都没有特殊限制。

电压型功率单元因为有足够的滤波电容，变频器可承担－30％电源电压降低和5个周期电源失去。这类主线路拓朴构造尽管使元器件数目增加，但因为igbt模块驱动功率很低（峰值为5W左右，平均没到1W），且无须选用均压线路、吸改线路和輸出滤波器，使变频器效率高达96％之上。

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