电力电子变换器-中文

电力电子变换器

电力是现代工业的动力，而电力电子学使得电力的应用更加智能化。电力电子学主要研究电能的处理。就电能自身来说，它对人类是无用的。他必须转换成可以被人类和社会直接利用的能量形式，比如热，光，声音以及机械能。电力电子学的重点在于电能的转换，转换的效力以及电能的控制。

从系统角度看电力电子变换器

图1.1显示了一个单输入单输出电力变换系统。电源提供电力，变换器把电力转换成适合接收器的可用的形式，接收器使用电力，即从系统中带走电力，电源既可以是一个直流的也可以是一个周期性的交流电压/电流源。接收器既可以是一个电负载电阻，电感或电容，也可以是其他形式的源或一个把电能转换成其他形式能量的设备，比如电机。VC是控制输出变量某一特定性能的信号。电能端和接收器端的电压和电流波形既可以是单相的，也可以是多相的（通常是3相的）。变换器系统由开关，电抗性元件电感，电容和变压器组成。开关包括双端器件如二极管和三端器件如晶体管或晶闸管（硅控整流器）。

一个较通用的电力电子变换器系统往往包含不止一个输入电源和一个或多个输出变量。

为简化变换器工作原理分析，假设开关和其他器件都是理想的，线性的，并在观测期间是不变的。假设开关具有电压或电流的传输容量。

基于电源的形式和理想的输出特性的种类，电力电子变换器可以分为4类：

1.直流-交流变换器

2.交流-直流变换器

3.直流-直流变换器

4.交流-交流变换器

交流-交流变换器

交流-交流变换器从一个交流电压或电流源中获取电力并传给负载。输出变量是低畸变的与输入交流源同频或不同频的交流电压或交流电流。变换也涉及从单相到多相的转换或反之。实际使用中的交流控制器通常使用工频50-60Hz的单相或多相电压源。输出频率低于电源频率的交流-交流变换器叫做交流-交流变频器，交流-交流变频器的输出频率就是电源频率的简单的分数值，比如1/3,1/5等。它们用于很大功率的工业应用中。频率不变的交流-交流转换器被称为交流控制器。

基本的交流-交流变换器拓扑如图1.6所示，该变换器的输出频率与电源频率相同。开关在电源波形每半周期的末尾关断。与交流电源波形相关的开关的导通时刻决定着输出电压波形的形状，这个形状接着决定输出端电压的有效值（均方根）。

可以通过把输入交流先转换成直流，再把直流转换成所期望的频率，幅值和相数的交流来实现更复杂的交流-交流转换。这样的变换器叫做直流链交流-交流变换器，在这种转换过程中，与电源频率相关的输出频率没有限制。

应用：

调光器交流电机速度控制

电压调节器电子分接开关

无功调节器固态继电器