交流/交流转换器
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交流/交流转换器是将交流的电气波形转换为另一种交流电气波形的设备，其电压和频率均可任意调整。像变频器、循环换流器及矩阵转换器都是交流/交流转换器。
分类
[编辑]交流/交流转换器可以依以下的方式分类：
有直流链的转换器
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有直流链的转换器有二种：
若马达需要动态刹车，可以用刹车斩波器及电阻器并联在整流器上来达成。另一种刹车方式是在整流器上反向并联闸流体，使能量可以回到交流电源端。不过这种相控闸流体为基础的整流器，在轻载时对电源电压的歧变比二极管整流器要大，功率因素也比较小。
若交流/交流转换器希望有近似弦波的输入电流，以及双向的功率流动，可以用脉冲宽度调变（PWM）的整流器、PWM的逆变器配合直流链达到。直流链的大小以逆变器和整流器之间共同的能量储存元件来表示，在电压源变频器中为电容，在电流源变频器中为电感。PWM整流器控制输入电流为弦波，可能和交流电源的电压同相，若是能量回馈到电源端，电流会和电压反相。
因为直流链的储存元件，整流器和逆变器有相当程度的解耦，有在控制上的好处。不过直流链的储存元件其体积较大，若在电压源变频器中使用电解电容器，也潜在的降低了系统的寿命。
循环换流器
[编辑]循环换流器利用切换元件将输入波形切换后，产生变频率，近似弦波的输出电压，没有中间的直流链储存元件。切换元件可能是SCR，不过其输出频率需要比输入电压的频率要低。大型的循环换流器（功率约到10 MW）是为压缩机及风洞机所设计，或是像水泥窑炉之类的变速应用。
矩阵转换器
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为了提高功率密度及可靠性，一种可行的作法是考虑矩阵式的架构，将三相输入和三个输出用九个双向的功率晶体来进行切换，每一相输入都有三个功率晶体连接到三相的输出，这就是直接型的矩阵转换器，没有中介的能量转换元件，电压及电流的转换都在一级的转换器中完成。
有另外一种间接型的能量转换方式，可以用间接型的矩阵转换器，或是由苏黎世联邦理工学院的Johann W. Kolar 教授发明的稀疏矩阵变换器来达成。就像电压源及电流源的变频器一样，会分为几阶来处理电压及电流的转换，但直流链没有中介的储能元件。一般来说，使用矩阵转换器后，可以减小直流链的储能元件，或是甚至不用，不过会使用很多的功率晶体。矩阵转换器常视为未来变频技术的概念之一，不过数十年来的密集研究，在工业上的使用并不多。不过因为近来已可获得低成本、高效能的半导体，过去几年已有少数变频器厂商在提倡矩阵转换器[11]。
相关条目
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Lee, M. Y. Three-level Neutral-point-clamped Matrix Converter Topology (PDF). University of Nottingham. 2009: 8 [2015-10-22]. （原始内容 (PDF)存档于2014-02-01）.
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