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交流電機驅動的功率級中使用的功率轉換器拓撲是用于傳輸千瓦至兆瓦范圍內功率的三相逆變器拓撲。這些逆變器將直流電源轉換為交流電源。典型的直流總線電壓為600 V-1,200V。該三相逆變器使用六個隔離式柵極驅動器來打開和關閉電源開關(通常是一組絕緣柵門極晶體管[IGBTs]或IGBT模塊)。由于其的性能,設計人員開始使用寬帶隙器件,例如碳化硅(SiC)金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFETs)或模塊。
每個相都使用通常處在20kHz至30kHz范圍內工作的高側和低側IGBT開關,以交替模式向電機繞組施加正負高壓直流脈沖。每個IGBT或SiC模塊均由單個隔離式柵極驅動器驅動。柵極驅動器的高壓輸出與來自控制器的低壓控制輸入之間的隔離是產(chǎn)生電流的。柵極驅動器將來自控制器的脈沖寬度調制(PWM)信號轉換為用于場效應晶體管(FETs)或IGBTs的柵極脈沖。此外,這些柵極驅動器需要具有集成的保護功能,例如去飽和作用、有源米勒鉗位和軟關斷。
交流電機,包括單相和三相異步電動機、單相串勵電動機、同步電動機和同步發(fā)電機,以及同步調相機等。交流電機里面有一個線圈,這個線圈一般阻值不是很大,也就百歐姆左右,以移相為例式為例,它有啟動繞組和運行繞組。交流電機供電電壓是交流電,可以通過交流開關元器件來控制電機通斷,例如晶閘管,用晶閘管時候耐壓一定要足夠,例如對于220AV的交流電機,可以用耐壓值400VAC,甚至600VAC。
在交流電機的定子上通上三相對稱交流電,如上圖所示,定子不動,僅僅通過電流的變化就能產(chǎn)生旋轉的合成磁場,這個磁場像一個繞著定子旋轉的磁鐵。
三相異步電動機和三相同步電動機在運行時,其三相定子繞組接三相交流電源,由電源提供三相交流電流,在電機內部產(chǎn)生一旋轉磁場,該磁場交鏈定子繞組和轉子繞組,實現(xiàn)從定子到轉子能量的傳遞和轉換。因此,交流電機的旋轉磁場與力的轉換是其工作的關鍵。