一、電壓型逆變器的核心特點

1. 拓撲結構

電壓型逆變器(Voltage Source Inverter, VSI)的直流側通常并聯(lián)大電容，以穩(wěn)定輸入電壓。其開關器件(如IGBT或MOSFET)通過PWM調制輸出可控的交流電壓波形。例如，三相全橋VSI的拓撲包含6個開關管，輸出電壓THD(總諧波失真)可控制在5%以下(參考IEEE Std 519-2014)。

2. 輸出特性

- 輸出電壓為矩形波或正弦PWM波，適合驅動感應電機、永磁同步電機等負載。

- 動態(tài)響應快(調節(jié)時間通常<10ms)，但需額外LC濾波器抑制高頻諧波。

3. 優(yōu)缺點

- 優(yōu)點：效率高(典型值95%-98%)、成本低、控制簡單。

- 缺點：短路耐受能力差，需快速保護電路。

二、電流型逆變器的核心特點

1. 拓撲結構

電流型逆變器(Current Source Inverter, CSI)的直流側串聯(lián)大電感，維持恒流輸入。其開關器件(如GTO或IGCT)通過相位控制輸出階梯狀電流波形。例如，三相CSI的THD較高(約10%-15%)，但可通過多電平技術改善。

2. 輸出特性

- 輸出電流為平滑的階梯波，天然抗短路，適合大功率場合(如軋鋼機、風電變流器)。

- 動態(tài)響應較慢(調節(jié)時間約20-50ms)，但無需輸出濾波器。

3. 優(yōu)缺點

- 優(yōu)點：短路保護能力強、適合高電壓場合(如6kV以上)。

- 缺點：效率略低(90%-95%)、體積大、成本高。

三、應用場景對比

1. 電壓型逆變器：

- 光伏并網系統(tǒng)(如某為SUN2000系列，效率98%)。

- 電動汽車驅動(如特斯拉Model 3的逆變器模塊)。

2. 電流型逆變器：

- 大型工業(yè)電機(如ABB ACS6000系列，功率達5MW)。

- 超導儲能系統(tǒng)(需恒流特性)。

四、技術趨勢與擴展

1. 混合拓撲發(fā)展：如Z源逆變器結合VSI和CSI優(yōu)點，提升抗擾能力。

2. 寬禁帶器件應用：SiC器件使VSI效率突破99%(參考Cree Wolfspeed數(shù)據(jù))。

總結：選擇逆變器類型需權衡效率、成本與可靠性。VSI主導中小功率市場，而CSI在大功率和特殊領域仍不可替代。

內容來源：電壓型逆變器與電流型逆變器的特點