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基于電力電子器件及變頻技術的發展與應用研究

時間:2013/10/13閱讀:641
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介紹了電力電子器件和變頻技術的發展過程,直流高壓發生器以及變頻技術在家用電器的應用,分析了變頻技術的應用也帶來了諧波、電磁干擾和電源系統功率因數下降等問題。提出了相關的諧波抑制方法及提高電源系統功率因數的措施。關鍵詞:電力電子器件;變頻技術;諧波;功率因數 引言   隨著電力電子、計算機技術的迅速發展,直流高壓發生器交流調速取代直流調速已成為發展趨勢。變頻調速以其優異的調速和啟、制動性能被國內外*為是zui有發展前途的調速方式。變頻技術是交流調速的核心技術,電力電子和計算機技術又是變頻技術的核心,而電力電子器件是電力電子技術的基礎。電力電子技術是近幾年迅速發展的一直流高壓發生器種*,廣泛應用于機電一體化、電機傳動、等領域,現已成為各國競相發展的一種*。專家預言,在21世紀高度發展的自動控制領域內,計算機技術與電力電子技術是兩項zui重要的技術。 一、電力電子器件的發展過程   上世紀50年代末晶閘管在美國問世,標志著電力電子技術就此誕生。*代電力電子器件主要是可控硅整流器(SCR),我國70年代將其列為節能技術在全國推廣。然而,SCR畢竟是一種只能控制其導通而不能控制關斷的半控型開關器件,在交流直流高壓發生器傳動和變頻電源的應用中受到限制。70年代以后陸續發明的功率晶體管(GTR)、門極可關斷晶閘管(GTO)、功率MOS場效應管(Power MOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)、靜電感應晶體管(SIT)和靜電感應晶閘管(SITH)等,它們的共同特點是既控制其導通,又能控制其關斷,是全控型開關器件,由于不需要換流電路,故體積、重量較之SCR有大幅度下降。當前,IGBT以其優異的特性已成為主流器件,容量大的GTO也有一定地位。   許多國家都在努力開發大容量器件,國外已生產6000V的IGBT。 IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一種將IGBT和GTO的優點結合起來的新型器件,已有 1000A/4500V的樣品問世。IGCT(integrated gate eommutated thyristor)在GTO基礎上采用緩沖層和透明發射極,它開通時相當于晶閘管,關斷時相當于晶體管,從而有效地協調了通態電直流高壓發生器壓和阻斷電壓的矛盾,工作頻率可達幾千赫茲[2][3]。瑞士ABB公司已經推出的IGCT可達4500一 6000V,3

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