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    變頻電源的發(fā)展歷程

            2023-01-31 04:48:43        2179次瀏覽

    變頻電源是將市電中的交流電經(jīng)過AC→DC→AC變換, 輸出為純凈的正弦波,輸出頻率和電壓 一定范圍內(nèi)可調(diào)。它有別于用于電機(jī)調(diào)速用的變頻調(diào)速控制器,也有別于普通交流穩(wěn)壓電源。理想的交流電源的特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、內(nèi)阻等于零、電壓波形為純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因此,先進(jìn)發(fā)達(dá)國家越來越多地將變頻電源用作標(biāo)準(zhǔn)供電電源,以便為用電器提供良的供電環(huán)境,便于客觀考核用電器的技術(shù)性能。 變頻電源主要有二大種類:線性放大型和SPWM開關(guān)型。

    變頻電源是在國內(nèi)一般的稱呼,更準(zhǔn)確的說,應(yīng)該叫交流電力頻率轉(zhuǎn)換器,即Ac power Frequency Converter,一般用縮寫AFC來稱呼。變頻電源的整個(gè)發(fā)展史基本是隨著電子器件的發(fā)展而發(fā)展的。

    80年代前后,電子式變頻電源多以日本的小型儀器電源為主,該類儀器電源多采用晶體放大的方式制作,80年代后通過臺灣傳入中國大陸。該時(shí)期的電源特點(diǎn)為:功率小,精度好,效率低。

    80年代,中國大陸走上了改革開放的道路,在此階段,中國大陸的進(jìn)出口設(shè)備逐漸加大,尤其以微波爐及空調(diào)為代表性的電器出口份額增加,因此需求大功率變頻電源進(jìn)行測試。對于該部分市場應(yīng)用的需求,原有的產(chǎn)品功率已不能滿足,所以,電源廠家尋求新的技術(shù)來擴(kuò)大電源的功率。根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件及電子器件,主要向兩條路發(fā)展,一方面是保持晶體式的方式不變,采用多機(jī)并聯(lián)的方式進(jìn)行擴(kuò)容;另一種方式是采用功率晶體模組。

    晶體式多級串聯(lián)的方式,需要解決環(huán)流問題,而且效率低,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,消耗太大;功率晶體模組變頻方式反應(yīng)慢,功率有限,工作電壓低,耐壓在600V左右,輸出采用PAM濾波方式(為單方波加低次濾波),輸出波形失真較大。這兩種方式制作的電源產(chǎn)品功率依舊不能滿足日益增長的需求,所以大功率的負(fù)載需要變頻測試時(shí),多采用電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G)來滿足。

    電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G)在使用過程中,存在磨損,以及效率轉(zhuǎn)換問題。后來參考美國技術(shù),采用SCR來做逆變器,該方式制作的電源,功率大,能滿足客戶使用,比較好的用于取代電機(jī)后拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的方式(M+G),但是該系列的產(chǎn)品有一個(gè)較大的缺點(diǎn),機(jī)器在轉(zhuǎn)換的過程中,噪音非常大,達(dá)到70dB<1m

    隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,在80年代末,富士生產(chǎn)出了代的IGBT,該電子器件的特性集成了GTR及MOSFET的優(yōu)點(diǎn),開關(guān)速度快,通流能力強(qiáng),故很快就被應(yīng)用到逆變領(lǐng)域。隨著實(shí)力強(qiáng)大的三菱、西門康、英飛凌等廠家在IGBT領(lǐng)域的加入,使得IGBT的發(fā)展速度日新月異,更新?lián)Q代的速度加快,IGBT的開關(guān)速度及通流能力得到進(jìn)一步的加強(qiáng),這樣,就使得大功率的變頻電源的制作得以實(shí)現(xiàn)。

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