可以簡(jiǎn)單的說(shuō)，交交變頻器需要使用太多元件，不好控制，而交直交使用的元件少，控制簡(jiǎn)單，所以目前大多使用交直交結構的變頻器。

1交交變頻器

變頻器的發(fā)展經(jīng)歷一個(gè)徐徐漸進(jìn)的過(guò)程，最初的變頻器并不是采用這種交直交：交流變直流而后再變交流這種拓撲，而是直接交交，無(wú)中間直流環(huán)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。其輸出頻率范圍為：0-17（1/2－1/3 輸入電壓頻率），所以不能滿(mǎn)足許多應用的要求，而且當時(shí)沒(méi)有IGBT，只有SCR，所以應用范圍有限。

交交變頻器其工作原理是將三相工頻電源經(jīng)過(guò)幾組相控開(kāi)關(guān)控制直接產(chǎn)生所需要變壓變頻電源，其優(yōu)點(diǎn)是效率高，能量可以方便返回電網(wǎng)，其最大的缺點(diǎn)輸出的最高頻率必須小于輸入電源頻率1/3或1/2，否則輸出波形太差，電機產(chǎn)生抖動(dòng)，不能工作。故交交變頻器至今局限低轉速調速場(chǎng)合，因而大大限制了它的使用范圍。

矩陣式變頻器是一種交交直接變頻器，由九個(gè)直接接于三相輸入和輸出之間的開(kāi)關(guān)陣組成。矩陣變換器沒(méi)有中間直流環(huán)節，輸出由三個(gè)電平組成，諧波含量比較??；其功率電路簡(jiǎn)單、緊湊，并可輸出頻率、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。雖然矩陣變換器有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在其換流過(guò)程中不允許存在兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導通的或者關(guān)斷的現象，實(shí)現起來(lái)比較困難。矩陣變換器最大輸出電壓能力低，器件承受電壓高也是此類(lèi)變換器一個(gè)很大缺點(diǎn)。應用在風(fēng)力發(fā)電中，由于矩陣變換器的輸入輸出不解耦，即無(wú)論是負載還是電源側的不對稱(chēng)都會(huì )影響到另一側。另外，矩陣變換器的輸入端必須接濾波電容，雖然其電容的容量比交直交的中間儲能電容小，但由于它們是交流電容，要承受開(kāi)關(guān)頻率的交流電流，其體積并不小。

交-交變頻就是直接變頻，少了一個(gè)環(huán)節，但是用的器件量很多，三相的需要36個(gè)晶閘管，控制復雜。我們老師開(kāi)玩笑說(shuō)誰(shuí)調通了36個(gè)管子就可以立即畢業(yè)。還有交-交變頻只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交直交變頻器

我們把這種交流變直流而后再變交流這種變頻器叫交直交變頻器。交—直—交變頻器則是先把交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，再經(jīng)過(guò)逆變器把這個(gè)直流電流變成頻率和電壓都可變的交流電。

分為兩種：

交直交電壓型

交直交電流型

其中前者廣泛使用，現在的通用變頻器就是采用這種拓撲。其特點(diǎn)是：中間為電解電容儲存提供母線(xiàn)電壓，前級采用二極管不控整流，簡(jiǎn)單可靠，逆變采用三相PWM調制（目前調制算法是空間電壓矢量）。由于采用了一定容量的電解電容，所以直流母線(xiàn)電壓穩定，此時(shí)只要控制好逆變IGBT的開(kāi)關(guān)順序（輸出相序、頻率）和占空比（輸出電壓大?。?，就可以獲得非常優(yōu)越的控制特性。

由于控制方法和硬件設計等各種因素，電壓型逆變器應用比較廣泛。傳統的電流型交直交變頻器采用自然換流的晶閘管作為功率開(kāi)關(guān)，其直流側電感比較昂貴，而且應用于雙饋調速中，在過(guò)同步速時(shí)需要換流電路，在低轉差頻率的條件下性能也比較差，在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電中應用的不多。采用電壓型交直交變頻器這種整流變頻裝置具有結構簡(jiǎn)單、諧波含量少、定轉子功率因數可調等優(yōu)異特點(diǎn)，可以明顯地改善雙饋發(fā)電機的運行狀態(tài)和輸出電能質(zhì)量，并且該結構通過(guò)直流母線(xiàn)側電容完全實(shí)現了網(wǎng)側和轉子側的分離。電壓型交直交變頻器的雙饋發(fā)電機定子磁場(chǎng)定向矢量控制系統，實(shí)現了基于風(fēng)機最大功率點(diǎn)跟蹤的發(fā)電機有功和無(wú)功的解耦控制，是目前變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)代表方向。

此外，還有一種并聯(lián)的交直交逆變器拓撲結構。這種結構的主要是通過(guò)一個(gè)交直交電流型和一個(gè)交直交電壓型變頻器并聯(lián)，電流型逆變器作為主逆變器負責功率傳輸，電壓型逆變器作為輔逆變器負責補償電流型逆變器諧波。這種結構主逆變器有較低的開(kāi)關(guān)頻率，輔逆變器有較低的開(kāi)關(guān)電流。同上面提到的交直交電壓型逆變器相比較，該拓撲結構具有低開(kāi)關(guān)損耗，整個(gè)系統的效率比較高。其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，大量電力電子器件的使用導致成本的上升以及更加復雜的控制算法，另外該種結構電壓利用率比較低。

3交直交變頻器存在的問(wèn)題

盡管交—直—交變頻器具有輸出頻率高、功率因數高等優(yōu)點(diǎn)，但交—直—交變頻器仍存在許多待改進(jìn)的問(wèn)題：

當前大功率高電壓電力電子器件處在發(fā)展期，GTO元件面臨淘汰，IGBT，IGCT尚待成熟；

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(fā)生直通短路會(huì )造成電網(wǎng)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%；

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

交—直—交變頻器輸出PWM調制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；輸出導線(xiàn)較長(cháng)時(shí)，共模反射電壓會(huì )在電機側產(chǎn)生很高的電壓，如果是兩電平的變流器，這個(gè)電壓的峰值是直流電壓的兩倍，如果是三電平的變流器，這個(gè)電壓的峰值是中間一半電壓的三倍；

交—直—交變頻器PWM調制將產(chǎn)生諧波、噪聲、軸電流等問(wèn)題。