(2)中期出现了大功率晶体管(BJT)、场效应晶体管(MOSFET)。其中BJT被称为双极性电流驱动器件,是全控型器件。其特点是,导通压降比较小,但是本质上并未改变什么,驱动功率依然比较大而且控制电路复杂。相对来说,MOSFET是单极性电压驱动器件,其特点是:开关频率高,热稳定性好,驱动功率小且操作容易。
(3)绝缘栅双极型晶体管(IGBT),IGBT兼具MOSFET和BJT的优点,输入阻抗高,速度快,耐高压,而且驱动电路较简单。
(4)目前,市场上大量使用的主要是功率集成电路(PIC),它将保护电路,驱动电路,接口电路集中在一起。但在制造上存在着一定难度,无法达到最好的效果。高低压之间的绝缘和温升与散热也未达到工业生产要求。
1.2 多电平逆变器技术的发展
两电平逆变器的突出优点:主电路控制策略、拓扑结构以及控制方法都很成熟。缺点:由于两电平的输出电压低,因此在有大功率需求的工业中要用到变压器,变压器体积大且浪费电能,极不经济。而且要输出效果好的波形就需要尽量提高开关的频率,在大规模运用时造成的开关损耗不可不去考虑。为了满足高电压的要求,需要将器件串联起来,这时候又需要使用动态均压电路,而该电路系统复杂、效率低,又不同程度的增加了损耗。
多电平逆变器是一种新型的高压大容量功率变换器,能输出优质的波形,且无需变压器和动态均压电路,开关频率相对较低,则相应器件承受的电压小,效率也更高, 较小,受广大相关厂家喜爱而被应用广泛。而二极管箝位型三电平拓扑结构除了多电平逆变器的共有优点之外,更具有功率器件少、输出波形的阶梯数目高,可以实现高性能的控制的优势,最受工业生产者欢迎,这也是它能够被广泛使用的原因。缺点是在运行过程中存在直流侧中点电位上下波动使电机等负载运行不稳的问题,同时中点电位的波动又会导致输出的电压谐波增加,使功率开关器件承受的电压忽大忽小,对器件威胁很大,严重影响器件的使用周期,给厂家增添了不少经济负担 。因此找到问题并解决掉,为该类型逆变器结构的大量运用扫除障碍迫在眉睫。
目前,世界范围内对三电平逆变器控制方法的主要在以下三个方面 :
(1)改善开关通断手段,优化开关频率,降低开关损耗,降低输出波形的谐波含量,限制导通的脉冲信号宽度,减小对系统的干扰。
(2)在一些高电压,大功率场合,运用四象限运行,减小谐波对系统运行的干扰,提高工作效率。
(3)控制直流侧中点电位,尽量减小中点电位的变化范围,最大限度保证元器件的使用寿命。
1.3 三电平逆变器控制策略简述源`自,751`.论"文|网[www.751com.cn
三电平逆变器的主要控制策略有 :
(1)阶梯波PWM:阶梯波调制即用阶梯波无限逼近正弦波,该方法,可以通过控制每一个电平持续的时间,来消除和抑制部分谐波。
(2)正弦脉宽调制(SPWM——Sinusoidal pulse width modulation):使用每一相的参考信号和几个三角波信号比较,产生SPWM信号。将通过对三角载波的移相来消除被选定次数波,该方法直观、简单。缺点是它所使用的功率开关器件不仅效率低,而且开关的频率很高、这样在大规模推广使用时整体的损耗就会相当大。
(3)注入3次谐波PWM:对高频率的参考正弦波中注入适当的3次谐波提高基波输出电压的幅值。
(4)电压空间矢量脉宽调制(SVPWM——Voltage space vector pulse width modulation):该方法通过选择不同扇区的矢量来合成主磁通,控制电动机内部旋转的磁通矢量,该方法直观、清晰,最重要的是易于实现。