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--  作者:wangxinxin
--  发布时间:2010-12-9 13:37:34
--  大功率谐振过渡软开关技术变频器研究

1 概述

在软开关技术三相变频器电路的研究中,谐振过渡软开关技术模式综合考虑了PWM技术和软开关技术的优点,这种电路的基本构想是在保持传统三相PWM逆变桥工作方式不变的情况下外加一个辅助的谐振电路。辅助谐振电路仅仅工作在逆变桥主功率开关器件工作状态改变时一个很短的瞬间,所以对辅助电路中开关功率的要求很小,又能为逆变桥上的所有开关管和二极管状态的改变提供软开关条件。另外,谐振过程充分利用了逆变桥中主开关上的寄生电容和跨接的关断吸收电容,所以,比较适合于现有的以IGBT为基本器件构成的三相电机驱动用变频器电路。相对来说,是一种非常具有实用前途的软开关技术变频器结构。

2 零电压过渡变频器主电路的选择

在主电路设计方案的选择中考虑了以下的几个因素。

1)性能价格比的提高 在三相变频器中采用软开关技术,一个最重要的目的就在于通过提高功率开关器件的开关频率来改善变频器的输出性能,但是,为了实现软开关技术,需要在传统的硬开关技术变频器电路中增加辅助谐振网络。谐振网络由谐振电感和辅助开关构成,辅助开关的增加,必然要导致成本的增加,当然,零电压过渡变频器虽然增加了几个辅助开关和谐振电感,但又省掉了一些吸收元件。

2)控制方式的简化 在三相软开关技术变频器中,增加了辅助开关,必然要为这些辅助开关设计控制电路,还需要按照一定的逻辑来实现。这种控制逻辑的复杂程度直接取决于主电路拓扑结构的选择。

3)微控制器的可实现性 在现有的变频器中,控制器大多采用16位的CPU单片机,虽然其运算速度越来越快(比如,现在常用的DSP微处理器可以达到执行每条指令只需要50ns),但由于微处理器的硬件资源有限,所以,在软开关逆变器主电路的设计中,辅助开关的数量选择也是一个需要考虑的问题。比如,在拓扑中有的用了一个辅助开关,也有的用了6个辅助开关,各有各的优点。另外,还要考虑辅助电感的损耗问题。所以需要综合考虑。

4)研究思想的转变 随着电力电子技术和微电子技术的发展,功率开关器件的制造成本在大幅度地降低,微处理器的处理能力和硬件资源也得到了很大的发展,所以,对零电压过渡三相PWM逆变器的电路拓朴的研究思想也在发生着转变,研究人员改变了原来的只是尽量减少辅助开关数量以达到控制电路简单的想法,继而向着控制逻辑简单,易于实现,具有实用化价值的方向发展。