交-直-交变频器的IGBT(IGCT)整流_回馈电源

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1、万方数据ELECTRICDRIVE2012V01．42No．10电气传动2012年第42卷第10期交一直一交变频器的IGBT(IGCT)整流／回馈电源马小亮(天津大学，天津300072)摘要：有两种常用的4象限变频器交一直变换电源：晶闸管整流／回馈电源及AFE，它们各有优点及问题，都不令人满意。介绍一种新的电源——IGBT整流／回馈电源，性能和价格都居于上述两种之间，给使用者多提供一种选择。它的许多特点将使它在市场上获得一席之地，特别是在中压变换、公共直流母线及4象限H桥级联中压变频领域。关键词：4象限交

2、一直电源；变频器；IGBT整流／回馈中图分类号：TM46文献标识码：AIGBT(IGCT)Rectifier／RegenerativeSourceofAC—DC—ACConvertersMAXiao—liang，(TinnJi咒Lki口ersi￡y，Ti口行Ji竹300072，C^in乜)Abstract：Therearetwokindsof4一QAC—DCsourcesofAC—DC—ACconverters：thy“storrectifier／regenerativesourcesandAFE．The

3、yhavetheirownfeaturesandproblems，butbothofthemarenotsatisfied．Akindofnewsources，IGBTrectifier／regenerativesource，whichpriceandperformancesareoccupiedbe—tweenthemandisintroducedinthispapertoofferanewoptiontocustomers．Thenewonehasmanyfeaturesandwillmakeitge

4、taseatinmarket，speciallyinmediumvoltageconverter，commonDCbusand4一QHbridgeconverter“elds．Keywords：4一QAC—DCsource；converter；IGBTrectifier／regenerative1引言交一直一交电压型变频器，含两电平低压变频器、中点钳位三电平中压变频器及H桥级联中压变频器，已得到广泛应用，特别是在交流电动机调速传动领域。这些变频器都由交一直整流器及直一交逆变器两部分组成。在快速制动或位势负

5、载下放重物时，电动机处于再生发电工作状态，机械的动能或重物的势能将通过电动机转变成电能返回电源。电压型逆变器允许双向功率流动，可以把电动机的再生能量回送至直流母线上的贮能电容，能不能进一步回馈交流电网则取决于交一直整流器的型式，看它是否允许双方向功率流动。常用的交一直整流电源有3类：不可控整流电源、晶闸管整流／回馈电源及IGBT(IGCT)PWM整流电源(常称有源前端AFE)。不可控整流电源主要指二极管整流电源。有时为了限制开机时贮能电容C的充电电流，改用晶闸管可控整流电源，但在充电结束后维持触发延迟角a

6、—o。不变，由于这时已不控制，所以它也属于不可控整流电源类。这类电源简单、经济、可靠、应用很广，主要缺点是不能回馈电网，只能通过制动单元把逆变器送来的再生能量消耗在制动电阻中，适合用于再生能量不大，制动不频繁场合。由于直流母线上接有大贮能电容，造成直流母线电压抬高，整流输出电流断续，整流管导电时间缩短，流过整流管的电流及交流进线电流波形变为两个很窄的尖脉冲电流波，导致谐波大，功率因数差，并给整流管带来大的电流冲击。为解决这问题：用于低压变频器时宜在整流桥网侧加装2％～4％的交流进线电抗；用于中点钳位三电平

7、中压变频器时要求整流变压器的漏抗为8％左右，由于这种变频器有±2组直流母线，大多采用12或24脉波整流来进一步减小谐波；用于H桥作者简介：马小亮(1939一)，男，教授级高工，博士生导师，Email：xlⅡLtd@sina．com3万方数据电气传动2012年第42卷第10期马小亮：交一直一交变频器的IGBT(IGCT)整流／回馈电源级联中压变频器时要求整流变压器的漏抗为6％左右，这种变频器的脉波数是6N(N为H桥串联级数)，脉波数高，谐波小。晶闸管整流／回馈电源及PWM整流电源都允许双方向功率流动，既能整

8、流向直流母线供能，又能回馈把再生能量送回电网，适合用于再生能量大，制动频繁的场合。晶闸管整流／回馈电源由正反两个可控整流桥(无环流可逆)组成，整流时正桥工作，输出正向直流电流，回馈时反桥工作，直流电流反向。这种电源使用晶闸管，便宜。它的最大问题是存在回馈桥逆变失败的可能，若在回馈桥工作期间突然交流电源故障，进线电压降低过多，将导致逆变颠覆，直流电源短路，烧熔断器，这种故障曾在现场多次发生。另外它的结构和控制也略麻烦。6脉波整流