1.單元串聯(lián)多電平技術(shù)
單元串聯(lián)多電平形式在諧波、效率和功率因數(shù)等方面存在著優(yōu)勢(shì),在不要求四象限運(yùn)行時(shí)有著較廣泛的應(yīng)用前景。其中三電平控制具有許多優(yōu)點(diǎn),包括:(1)采用三電平拓?fù)淠苡行У亟鉀Q電力電子器件耐壓不高的問(wèn)題,適用于高電壓大功率。(2)三電平拓?fù)鋯蝹(gè)橋能輸出三種電平(+ud/2、一Ud/2、0),線(相)電壓有更多的階梯來(lái)模擬正弦波,使輸出波形失真度減少,諧波大大減少。(3)多級(jí)電壓階梯波減少了du/dt,使得對(duì)電機(jī)繞組絕緣沖擊減小。(4)三電平PWM方法把第一組諧波分布帶移至2倍開(kāi)關(guān)頻率的頻帶區(qū),利用電機(jī)繞組電感能較好地抑制高次諧波對(duì)電機(jī)的影響。采用三電平PWM方法,每個(gè)功率單元的IGBT開(kāi)關(guān)頻率為600Hz,若每相5個(gè)功率單元串聯(lián)時(shí),等效的輸出相電壓開(kāi)關(guān)頻率為6kHz,可以降低開(kāi)關(guān)損耗,提高變頻器效率,這種變頻器可適用于任何普通的高壓電動(dòng)機(jī),且不必降額使用。雖然采用這種主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)使器件的數(shù)量增加,但由于驅(qū)動(dòng)功率下降,開(kāi)關(guān)頻率較低且不必采用均壓電路,使系統(tǒng)在效率方面仍有較大的優(yōu)勢(shì),一般可達(dá)97%。并且,由于采用模塊化結(jié)構(gòu),所有功率單元可以互換,維修也比較方便。(5)三電平拓?fù)淠墚a(chǎn)生3x3X3=27種空間電壓矢量,可以帶來(lái)諧波消除算法的自由度,可以得到很好的輸出波形。
2.功率母線技術(shù)
在電力電子技術(shù)及應(yīng)用裝置向高頻化發(fā)展的今天,系統(tǒng)中特別是連接線的寄生參數(shù)產(chǎn)生巨大的電應(yīng)力,己成為威脅電力電子裝置可靠性的重要因素。從直流儲(chǔ)能電容至逆變器的器件之間的直流母線上的寄生電感在通常的硬開(kāi)關(guān)逆變器中,由于瞬時(shí)切換時(shí)的過(guò)電壓,會(huì)使器件過(guò)熱,甚至有時(shí)使逆變器失控并超過(guò)器件的額定安全工作區(qū)而損壞,限制了開(kāi)關(guān)工作頻率的提高。功率母線按其結(jié)構(gòu)包括:(1)電纜絞線是最常用的傳統(tǒng)功率母線,價(jià)廉簡(jiǎn)易,但在IGBT逆變器中,由于電纜線的自感大,與圓截面導(dǎo)線相比,扁平母線的自感只有圓導(dǎo)線的1/3一1/2,而所占的體積只有它的1/10一1/2。