簡單的說，交交變頻器需要使用太多元件，不好控製，而交直交使用的元件少，控製簡單，所以目前大多使用交直交結構的變頻器。

 

 

1、變頻器的發展也同樣要經曆一個徐徐漸進的過程，最初的變頻器並不是采用這種交直交：交流變直流而後再變交流這種拓撲
，而是直接交交，無中間直流環節。這種變頻器叫交交變頻器，目前這種變頻器在超大功率
、低速調速有應用。其輸出頻率範圍為：0-17（1/2－1/3 輸入電壓頻率）

，所以不能滿足許多應用的要求，而且當時沒有IGBT，隻有SCR，所以應用範圍有限。

 

 

交交變頻器其工作原理是將三相工頻電源經過幾組相控開關控製直接產生所需要變壓變頻電源，其優點是效率高，能量可以方便返回電網，其最大的缺點輸出的最高頻率必須小於輸入電源頻率1/3或1/2，否則輸出波形太差
，電機產生抖動，不能工作。故交交變頻器至今局限低轉速調速場合
，因而大大限製了它的使用範圍。

 

 

矩ju陣zhen式shi變bian頻pin器qi是shi一yi種zhong交jiao交jiao直zhi接jie變bian頻pin器qi，由you九jiu個ge直zhi接jie接jie於yu三san相xiang輸shu入ru和he輸shu出chu之zhi間jian的de開kai關guan陣zhen組zu成cheng。矩ju陣zhen變bian換huan器qi沒mei有you中zhong間jian直zhi流liu環huan節jie
，輸shu出chu由you三san個ge電dian平ping組zu成cheng，諧xie波bo含han量liang比bi較jiao小xiao；其功率電路簡單、緊湊
，並可輸出頻率、幅值及相位可控的正弦負載電壓；矩陣變換器的輸入功率因數可控
，可在四象限工作。

 

雖sui然ran矩ju陣zhen變bian換huan器qi有you很hen多duo優you點dian，但dan是shi在zai其qi換huan流liu過guo程cheng中zhong不bu允yun許xu存cun在zai兩liang個ge開kai關guan同tong時shi導dao通tong的de或huo者zhe關guan斷duan的de現xian象xiang，實shi現xian起qi來lai比bi較jiao困kun難nan。矩ju陣zhen變bian換huan器qi最zui大da輸shu出chu電dian壓ya能neng力li低di，器qi件jian承cheng受shou電dian壓ya高gao也ye是shi此ci類lei變bian換huan器qi一yi個ge很hen大da缺que點dian。應ying用yong在zai風feng力li發fa電dian中zhong

，由you於yu矩ju陣zhen變bian換huan器qi的de輸shu入ru輸shu出chu不bu解jie耦ou
，即ji無wu論lun是shi負fu載zai還hai是shi電dian源yuan側ce的de不bu對dui稱cheng都dou會hui影ying響xiang到dao另ling一yi側ce。另ling外wai，矩ju陣zhen變bian換huan器qi的de輸shu入ru端duan必bi須xu接jie濾lv波bo電dian容rong，雖sui然ran其qi電dian容rong的de容rong量liang比bi交jiao直zhi交jiao的de中zhong間jian儲chu能neng電dian容rong小xiao，但dan由you於yu它ta們men是shi交jiao流liu電dian容rong，要yao承cheng受shou開kai關guan頻pin率lv的de交jiao流liu電dian流liu，其qi體ti積ji並bing不bu小xiao。

 

 

 

交-交變頻就是直接變頻
，少了一個環節，但是用的器件量很多，三相的需要36個晶閘管，控製複雜。我們老師開玩笑說誰調通了36個管子就可以立即畢業。還有交-交變頻隻能往工頻一下調節頻率，一般調到工頻的1/3-1/2
，差不多20Hz。

 

2、我(wo)們(men)把(ba)這(zhe)種(zhong)交(jiao)流(liu)變(bian)直(zhi)流(liu)而(er)後(hou)再(zai)變(bian)交(jiao)流(liu)這(zhe)種(zhong)變(bian)頻(pin)器(qi)叫(jiao)交(jiao)直(zhi)交(jiao)變(bian)頻(pin)器(qi)
，分(fen)為(wei)兩(liang)種(zhong)，一(yi)種(zhong)是(shi)交(jiao)直(zhi)交(jiao)電(dian)壓(ya)型(xing)
，另(ling)外(wai)一(yi)種(zhong)是(shi)交(jiao)直(zhi)交(jiao)電(dian)流(liu)型(xing)。其(qi)中(zhong)前(qian)者(zhe)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)，現(xian)在(zai)的(de)通(tong)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)就(jiu)是(shi)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)拓(tuo)撲(pu)。其(qi)特(te)點(dian)是(shi)：中間為電解電容儲存提供母線電壓，前級采用二極管不控整流，簡單可靠
，逆變采用三相PWM調製（目前調製算法是空間電壓矢量）。由於采用了一定容量的電解電容

，所以直流母線電壓穩定，此時隻要控製好逆變IGBT的開關順序（輸出相序、頻率）和占空比（輸出電壓大小）
，就可以獲得非常優越的控製特性。

 

交—直—交(jiao)變(bian)頻(pin)器(qi)則(ze)是(shi)先(xian)把(ba)交(jiao)流(liu)電(dian)經(jing)整(zheng)流(liu)器(qi)先(xian)整(zheng)流(liu)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)，直(zhi)流(liu)中(zhong)間(jian)電(dian)路(lu)對(dui)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)的(de)輸(shu)出(chu)進(jin)行(xing)平(ping)滑(hua)濾(lv)波(bo)，再(zai)經(jing)過(guo)逆(ni)變(bian)器(qi)把(ba)這(zhe)個(ge)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)變(bian)成(cheng)頻(pin)率(lv)和(he)電(dian)壓(ya)都(dou)可(ke)變(bian)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)。

 

交jiao直zhi交jiao變bian頻pin器qi又you可ke以yi分fen為wei電dian壓ya型xing和he電dian流liu型xing兩liang種zhong
，由you於yu控kong製zhi方fang法fa和he硬ying件jian設she計ji等deng各ge種zhong因yin素su，電dian壓ya型xing逆ni變bian器qi應ying用yong比bi較jiao廣guang泛fan。傳chuan統tong的de電dian流liu型xing交jiao直zhi交jiao變bian頻pin器qi采cai用yong自zi然ran換huan流liu的de晶jing閘zha管guan作zuo為wei功gong率lv開kai關guan，其qi直zhi流liu側ce電dian感gan比bi較jiao昂ang貴gui
，而er且qie應ying用yong於yu雙shuang饋kui調tiao速su中zhong
，在zai過guo同tong步bu速su時shi需xu要yao換huan流liu電dian路lu，在zai低di轉zhuan差cha頻pin率lv的de條tiao件jian下xia性xing能neng也ye比bi較jiao差cha，在zai雙shuang饋kui異yi步bu風feng力li發fa電dian中zhong應ying用yong的de不bu多duo。采cai用yong電dian壓ya型xing交jiao直zhi交jiao變bian頻pin器qi這zhe種zhong整zheng流liu變bian頻pin裝zhuang置zhi具ju有you結jie構gou簡jian單dan
、諧波含量少
、定(ding)轉(zhuan)子(zi)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)可(ke)調(tiao)等(deng)優(you)異(yi)特(te)點(dian)，可(ke)以(yi)明(ming)顯(xian)地(di)改(gai)善(shan)雙(shuang)饋(kui)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)，並(bing)且(qie)該(gai)結(jie)構(gou)通(tong)過(guo)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)側(ce)電(dian)容(rong)完(wan)全(quan)實(shi)現(xian)了(le)網(wang)側(ce)和(he)轉(zhuan)子(zi)側(ce)的(de)分(fen)離(li)。電(dian)壓(ya)型(xing)交(jiao)直(zhi)交(jiao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)雙(shuang)饋(kui)發(fa)電(dian)機(ji)定(ding)子(zi)磁(ci)場(chang)定(ding)向(xiang)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)了(le)基(ji)於(yu)風(feng)機(ji)最(zui)大(da)功(gong)率(lv)點(dian)跟(gen)蹤(zong)的(de)發(fa)電(dian)機(ji)有(you)功(gong)和(he)無(wu)功(gong)的(de)解(jie)耦(ou)控(kong)製(zhi)
，是(shi)目(mu)前(qian)變(bian)速(su)恒(heng)頻(pin)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)一(yi)個(ge)代(dai)表(biao)方(fang)向(xiang)。

 

 

 

此(ci)外(wai)，還(hai)有(you)一(yi)種(zhong)並(bing)聯(lian)的(de)交(jiao)直(zhi)交(jiao)逆(ni)變(bian)器(qi)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)的(de)主(zhu)要(yao)思(si)想(xiang)是(shi)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)交(jiao)直(zhi)交(jiao)電(dian)流(liu)型(xing)和(he)一(yi)個(ge)交(jiao)直(zhi)交(jiao)電(dian)壓(ya)型(xing)變(bian)頻(pin)器(qi)並(bing)聯(lian)，電(dian)流(liu)型(xing)逆(ni)變(bian)器(qi)作(zuo)為(wei)主(zhu)逆(ni)變(bian)器(qi)負(fu)責(ze)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)，電(dian)壓(ya)型(xing)逆(ni)變(bian)器(qi)作(zuo)為(wei)輔(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)負(fu)責(ze)補(bu)償(chang)電(dian)流(liu)型(xing)逆(ni)變(bian)器(qi)諧(xie)波(bo)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)主(zhu)逆(ni)變(bian)器(qi)有(you)較(jiao)低(di)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)，輔(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)有(you)較(jiao)低(di)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)流(liu)。同(tong)上(shang)麵(mian)提(ti)到(dao)的(de)交(jiao)直(zhi)交(jiao)電(dian)壓(ya)型(xing)逆(ni)變(bian)器(qi)相(xiang)比(bi)較(jiao)
，該(gai)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)具(ju)有(you)低(di)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)，整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)效(xiao)率(lv)比(bi)較(jiao)高(gao)。其(qi)缺(que)點(dian)也(ye)是(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)
，大(da)量(liang)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)導(dao)致(zhi)成(cheng)本(ben)的(de)上(shang)升(sheng)以(yi)及(ji)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)
，另(ling)外(wai)該(gai)種(zhong)結(jie)構(gou)電(dian)壓(ya)利(li)用(yong)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di)。

 

 

3、盡管交—直—交變頻器具有輸出頻率高、功率因數高等優點，但交—直—交變頻器仍存在許多待改進的問題：

 

（1）當前大功率高電壓電力電子器件處在發展期

，GTO元件麵臨淘汰
，IGBT，IGCT尚待成熟；

 

（2）采用IGCT（或者GTO）、IECT的變流器，器件故障造成直通短路的保護還是難題
；電源側變流器如果發生直通短路會造成電網短路，所以變流器必須采用高漏抗輸入變壓器
，一般要求15%
，甚至高達20%
；
 

（3）交—直—交變頻器低頻運行時過載能力減低，一般運行在5Hz以下時變頻器過載能力減半；

 

（4）交—直—交變頻器輸出PWM調製電壓波形的電壓變化率du/dt很高，容易造成電機和電器的絕緣疲勞損傷；輸(shu)出(chu)導(dao)線(xian)較(jiao)長(chang)時(shi)，共(gong)模(mo)反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)會(hui)在(zai)電(dian)機(ji)側(ce)產(chan)生(sheng)很(hen)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)，如(ru)果(guo)是(shi)兩(liang)電(dian)平(ping)的(de)變(bian)流(liu)器(qi)，這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)的(de)峰(feng)值(zhi)是(shi)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)的(de)兩(liang)倍(bei)，如(ru)果(guo)是(shi)三(san)電(dian)平(ping)的(de)變(bian)流(liu)器(qi)，這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)的(de)峰(feng)值(zhi)是(shi)中(zhong)間(jian)一(yi)半(ban)電(dian)壓(ya)的(de)三(san)倍(bei)；

 

（5）交—直—交變頻器PWM調製將產生諧波
、噪聲、軸電流等問題。