0.4 电力电子变流技术

以电力电子器件为核心，通过不同形式的电路结构和控制方式来实现对电能的变换和控制，这就是电力电子变流技术。

1.电能变换的基本类型

电能变换的基本类型有：交流/直流变换（AC/DC）、直流/交流变换（DC/AC）、交流/交流变换（AC/AC）、直流/直流变换（DC/DC）。在某些变流装置中，可能同时包含两种以上变换。

1）AC/DC变换（变流装置称为整流器）。把交流电变换成电压固定或可调的直流电即为AC/DC变换。传统的AC/DC变换是利用晶闸管和相控技术，依靠电源电压进行换流的。目前工业中应用的大多数变流装置都是属于这类整流装置。其特点是控制简单，运行可靠，适合大功率应用。相控整流器存在的问题是有谐波，对电网有较严重的影响。

2）DC/AC变换（变流装置称为逆变器）。把直流电变换成频率固定或可调的交流电即为DC/AC变换，通常被称为逆变。逆变装置主要被用于机车牵引、交流电动机的调速、不间断电源（UPS）和感应加热等。

3）AC/AC变换（变流装置称为交-交变频器或交流调压器）。把一种频率、电压的交流电直接变换成另一种频率、电压的交流电即为AC/AC变换。仅完成变频功能的称为交-交变频器，仅完成变压功能的称为交流调压器。

4）DC/DC变换（变流装置称为直流斩波器）。把一种幅值的直流电压变换成另一种幅值的直流电压即为DC/DC变换。按输出电压与输入电压的相对关系可分为降压式、升压式和升降压式。DC/DC变换器被广泛应用于计算机电源、各类仪器仪表及直流电动机调速等。

2.电力电子变流电路的控制方式

控制电路的主要功能是为变流器中的功率器件提供控制驱动信号，从而实现所需的电能变换与控制。变流电路的控制方式一般都按器件开关信号与控制信号间的关系分类。

相控式：器件的开通信号相位受控于控制信号幅度的变化。晶闸管相控整流和交流调压电路均采用这种方式，通过改变导通相位角以改变输出电压的大小。

频控式：用控制电压的幅值变化来改变器件开关信号的频率，以实现器件开关工作频率的控制。这种控制方式多用于直流-交流变换电路中。

斩控式：器件以远高于输入、输出电压工作频率的开关频率运行，利用控制电压（即调制电压）的幅值来改变一个开关周期中器件导通占空比，如PWM，从而实现电能的变换与控制。