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高頻逆變器的發(fā)展歷程
發(fā)布時(shí)間：2023/5/1

所謂逆變器，是指整流 (又稱(chēng)順變)器的逆向變換裝置，其作用是通過(guò)半導體功率開(kāi)關(guān)器件 (例如 SCR, GTO, GTR, IGBT和功率 MOSFET模塊等)的ff通和關(guān)斷作用，把直流電能轉換成交流電能，因此是一種電能變換裝置，由于是通過(guò)半導體功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通和關(guān)斷來(lái)實(shí)現電能轉換的，因此轉換效率比較高，但轉換輸出的波形卻很差，是含有相對多諧波成分的方波，而多數負載要求逆變器輸出的是正弦波，那么如何利用半導體功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通和關(guān)斷的轉換，使逆變器輸出正弦波或者準 IF.弦波呢?這就是逆變技術(shù)所要研究的主要內容。 


高頻逆變器，特別是正弦波逆變器，其主要用途是用于交流傳動(dòng)，靜走變頻和UPS電源。逆變器的負載多半是感性負載，為了提高逆變效率，存儲在負載電感中的無(wú)功能量應能反饋回直流電源。因此要求逆變器好是一個(gè)功率可以雙向流動(dòng)的變換器，即它既可以把直流電能傳輸到交流負載側，也可以把交流負載中的無(wú)功能量反饋回直流電源〔逆變器的原理早在1931年就在文 獻中提到過(guò) 。

1948年，美國西屋(Westinghouse)電氣公司用汞弧整流器制成了3000Hz的感應加熱用逆變器。1947年，只晶體管誕生，固態(tài)電力電子學(xué)隨之而誕生。1956年，只晶閘管問(wèn)世，這標志著(zhù)電力電子學(xué)的誕生，并開(kāi)始進(jìn)入傳統發(fā)展時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，逆變器繼整流器之后開(kāi)始發(fā)展。先出現的是 SCR電壓型逆變器。1961年，W. McMurray與B. 提出了改進(jìn)型SCR強迫換h}1逆變器，為SCR逆變器的發(fā)展奠定了基礎。

1960年以后，人們注意到改善逆變器波形的重要性，并開(kāi)始進(jìn)行研究。1962年，A. Kernick提出了 “諧波中和消除法”，即后來(lái)常用的 “多重疊加法”，這標志著(zhù)正弦波逆變器的誕生。1963年，F. G. Turnbull提出了 “消除特定諧波法”，為后來(lái)的優(yōu)化 PWM法奠定了基礎，以實(shí)現特定的優(yōu)化目標，如諧波小，效率優(yōu) ，轉矩脈動(dòng)小等。20世紀70年代后期，可關(guān)斷晶閘管GTO、電力晶體管 GTR及其模塊相繼實(shí)用化。80年代以來(lái)，電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)相結合，產(chǎn)生了各種高頻化的全控器件，并得到了迅速發(fā)展，如功率場(chǎng)效應管 Power MOSFET、絕緣門(mén)極晶體管 IGT或工GBT,靜電感應晶體管SIT、靜電感應晶閘管 SITH、場(chǎng)控晶閘管MCT，以及MOS晶體管MGT等。這就使電力電子技術(shù)由傳統發(fā)展時(shí)代進(jìn)入到高頻化時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，具有小型化和高性能特點(diǎn)的新逆變技術(shù)層出不窮，特別是脈寬調制波形改善技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。

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