变频器发展的主回路的最新技术

    为追求变频器的小型化，人们费尽心机，可以说主要是不断和减少元器件的发热作斗争。现在主回路中占发热量50%～70%的IGBT的损耗已大幅度减少，由于用了漏极控制极新技术，使集电极一射极间的饱和电压(UCE sat)大为降低，从而开发出第四代IGBT。采用这种新器件损耗低，主回路模块可做到小型、低价且保护功能完善，为目前普遍应用的IPM (Intelliqent Power Module)。

    此外，为降低电动机产生的噪声，常把开关频率提高到10～15kHz，但由此亦带来负面影响，即对附近的机器产生电磁干扰。解决的办法是降低开关时电压脉冲的du/dt，一般通过驱动电路技术将此值限制在500V/μs以下。变频器中的另一个噪声源是由于控制电源采用DC/DC整流器而产生的。若改用半谐振电路可得到满意结果。图1-2表示采用新电路后发射电磁噪声数据与原有电路的比较。由图可见在频带为30～50MHz范围内，可降低15～20dB。

    图1-2    采用新电路后发射电磁噪声数据与原有电路的比较

   (a)原有方式；(b)新方式

    对主回路的再一个要求是对输入侧高次谐波电流的限制。一般通用变频器的电源侧多用不控二极管整流器，电流输入端将会产生高次谐波电流。为此，各国都规定了限制高次谐波规范，使人们对限制高次谐波入网的必要性有更进一步认识。一些变频器（含简易型变频器在内的变频器）产品装备了经济型的限制高次谐波部件，即如图1-3所示的直流电抗器接线端子。采取各种措施使功率因数增加到1，达到主回路高效。

    图1-3    通用变频器的主回路