基于电力电子器件及变频技术的发展与应用研究

介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程，直流高压发生器以及变频技术在家用电器的应用,分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。关键词：电力电子器件；变频技术；谐波；功率因数 引言 　　随着电力电子、计算机技术的迅速发展，直流高压发生器交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外*为是zui有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术，电力电子和计算机技术又是变频技术的核心，而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一直流高压发生器种*，广泛应用于机电一体化、电机传动、等领域，现已成为各国竞相发展的一种*。专家预言，在21世纪高度发展的自动控制领域内，计算机技术与电力电子技术是两项zui重要的技术。 一、电力电子器件的发展过程 　　上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。*代电力电子器件主要是可控硅整流器（SCR），我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流直流高压发生器传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管（GTR）、门极可关断晶闸管（GTO）、功率MOS场效应管（Power MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）、静电感应晶体管（SIT）和静电感应晶闸管（SITH）等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位。 　　许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。 IEGT（injection enhanced gate thyristor）是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有 1000A/4500V的样品问世。IGCT（integrated gate eommutated thyristor）在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电直流高压发生器压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一 6000V，3