变频器电力电子器件应用范围比较

    电力电子技术几乎应用于从发电厂设备至家用电器的所有电气工程领域。在这些应用中，容量最大者可达1GW，而最小者只有数瓦；工作频率最高者可达100MHz。电力电子技术在各个应用领域中功率和频率的覆盖曲线如图1-10所示。

    图1-10    电力电子技术在各个应用领域中功率和频率的覆盖曲线

    由图可知，应用领域不同，所需的功率容量、工作频率也不同，与此相应的电力电子器件也不同。除了直流输电、特大容量电机的传动装置外，其他各个应用领域都被全控型器件所占领，而各种全控型器件又有自己的不同适用范围。

    全控型器件的应用领域大体可以划分为两种类型：一是用量很大的各类电机的传动装置；二是种类很多的各类静止电源。图1-11所示为几种电力电子器件的输出容量和工作频率及其在上述两类应用领域的示意图。

    图1-11    电力电子器件的输出容量和工作频率及其在上述两类应用领域的示意图

    从图上可以看出，GTO主要用于机车牵引、大容量的不间断电源，IGBT取代了GTR用于中等容量的电机传动装置等领域。功率MOSFET适用于频率更高、容量较小的电机控制、开关电源、汽车电子化等应用领域。应该指出，这种布局不是一成不变的，随着新型器件的产生，旧器件不断被淘汰，而且电力电子器件应用领域在不断扩展。例如，长期以来，通信、微波、高频加热等应用领域一直被电子管所占领，但是随着功率MOSFET、SIT和SITH的大容量化和实用化，它们将逐步占领这些领域。例如，日本用全控型器件SIT已批量生产全固态化的200kW、200kHz高频加热设备。为此，在一些高频设备的领域内，电力电子器件将取代电子管，并结束这些设备大容量耗电的历史。