三大類(lèi)開(kāi)關(guān)電力器件

有源濾波器（APF，或者說(shuō)電源質(zhì)量管理器）、PWM整流器（又稱(chēng)主動(dòng)整流器AEF）、逆變器，有相似的變換，有密切的關(guān)系，甚至控制程序都是大部分相同的。

 

－，技術(shù)關(guān)系
      如果說(shuō)把APF（除去儲(chǔ)電的直流電力電容）、AEF、逆變器都看著黑匣子，可以說(shuō)這三者的兩端都是相同的電源―――直流源DC和三相交流源AC，三者的作用都是變換這兩種電源的形式。
      有源濾波器中，DC源的能量最初雖是來(lái)自AC源，但是DC電壓建立后，DC和AC之間的能量是可以相互流動(dòng)的。PWM整流器中，正常的整流過(guò)程是AC流向DC，輸出DC電壓時(shí)（如回饋制動(dòng)時(shí)）DC流向AC。逆變器中，能量的情況是DC流向AC。

      APF、AEF、逆變器三者都是在變換DC和AC，那么這兩個(gè)源之間能變化的必要條件是什么呢？?jī)蓚€(gè)源，如兩碗水，必然水往低處流，水能流動(dòng)的零界條件是水平，同樣，兩個(gè)源流動(dòng)的零界條件是DC電壓＝AC電壓（AC電壓是線電壓的峰值）。掌握了這點(diǎn)明白――做有源濾波器，以普通的400V三相工業(yè)用電來(lái)說(shuō)，其線電壓峰值為560V，考慮余量后DC電壓要穩(wěn)定在800V左右；做PWM整流器，如輸出要求DC穩(wěn)定在300V，則必須用變壓器降壓市電，變比至少要大于56：30；做逆變器，若DC側(cè)電壓為100V，采用SVPWM調(diào)制或3次諧波注入法時(shí)AC側(cè)線電壓峰值最大為100V（采用SPWM調(diào)制時(shí)AC側(cè)相電壓峰值最大為50V，這就是所謂SVPWM調(diào)制能提高直流電壓15％利用率的原因）。說(shuō)到這里，有心的朋友應(yīng)該有這樣的問(wèn)題：APF、AEF、逆變器三者為什么都是DC側(cè)電壓高于AC側(cè)線電壓峰值？我們都知道，在自然狀態(tài)下水總是往低處流的，逆變器完全符合此道，好理解；但是APF和AEF又怎樣能使能量從的電平的AC側(cè)流向高電壓的DC側(cè)呢？其答案是多加個(gè)抽水的“水泵”，這樣“高往低放水”和“低往高注水”就都能夠完成了。實(shí)際上，APF和AEF必須自帶的電感和IGBT的開(kāi)關(guān)狀態(tài)在一定的情況下能夠形成斬波升壓電路，實(shí)現(xiàn)水泵功能。
       APF、AEF、逆變器的電源關(guān)系如此相似，必然這三者在實(shí)現(xiàn)的控制技術(shù)上有共同的地方。通過(guò)我自己的已經(jīng)完成的APF實(shí)驗(yàn)，我以APF為基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)。一臺(tái)APF怎樣變成一臺(tái)AEF？直接去掉交流側(cè)的三相負(fù)載（使交流側(cè)電流只在APF和電網(wǎng)間流動(dòng)），在直流側(cè)就上直流負(fù)載就行了（使APF消耗直流側(cè)的有功），連控制程序都可以不變。完全可以說(shuō)AEF就是特殊條件下的APF。一臺(tái)APF怎樣變成一臺(tái)光伏發(fā)電用的逆變器？還是去掉交流側(cè)的三相負(fù)載，在APF和電網(wǎng)之間多加一個(gè)并網(wǎng)變壓器，在直流側(cè)接上直流流源，在控制程序中增加一個(gè)MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）模塊工。一臺(tái)APF怎樣變成一臺(tái)帶電機(jī)用的逆變器？還是去掉交流側(cè)的三相負(fù)載，還要去掉APF的電感，在直流側(cè)接上直流流源，在控制程序中三相交流給定要變化（要能變頻，APF是源于電網(wǎng)）、增加速度轉(zhuǎn)矩控制（即頻率、電流、電壓關(guān)系控制），改造復(fù)雜難度大。