變頻器的主電路結(jié)構(gòu)

　　變頻器中給負(fù)載提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分稱為變頻器的主電路。圖1-3示出了典型電壓源型變頻器的主電路，該主電路由3部分構(gòu)成，包括將工頻電源變換為直流電的整流器、將直流電變換為交流電的逆變器以及吸收整流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的平渡回路。另外，若負(fù)載為異步電動機，在變頻調(diào)速系統(tǒng)需要制動時，還需要附加制動回路。

　?。?）整流器

　　變頻器一般使用的整流器是二極管整流器，如圖1-3所示，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管整流器構(gòu)成可逆變整流器，由于可逆變整流器的功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運行。它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動的直流電壓。

　?。?）平波回路

　　在整流器整流后的直流電壓中含有頻率為電源頻率6倍的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也會使直流電壓變化。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。變頻器的容量小時，如果電源容量相對于變頻器容量來說較大，構(gòu)成變頻器主電路的器件有一定余量，可以省去電感而采用簡單的平波回路。平波回路有以下3種作用。

　?、偈姑}動的直流電變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。

　?、谕ㄟ^開關(guān)電源為各個控制電路供電。

　?、劭梢耘渲脼V波或制動裝置以提高變頻器的性能。

　　（3）逆變器

　　利用晶閘管裝置將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，這一功能就叫逆變。整流和逆變關(guān)系密切，若同一套晶閘管裝置既可以工作在整流狀態(tài)下，而在一定條件下又可以工作在逆變狀態(tài)下，則常稱這一裝置為變流器。與整流器相反，逆變器是將直流電變換為所要求的可變壓變頻的交流電，控制電路以所確定的時間控制6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷，就可以得到3相變壓變頻交流輸出。逆變分為有源逆變和無源逆變（變頻），變流器工作在逆變狀態(tài)下時，若把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?0Hz的交流電送到電網(wǎng)中，則稱之為有源逆變；若把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電供給負(fù)載使用，則稱之為無源逆變或變頻。

　　（4）制動回路

　　異步電動機的負(fù)載在再生制動區(qū)域使用時（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量儲存在平波回路的電容器中，使直流環(huán)節(jié)的電壓升高。一般來說，由機械系統(tǒng)（含電動機）慣量積累的能量比電容能儲存的能量大，為抑制直流電路電壓上升，需采用制動回路消耗直流電路中的再生能量，制動回路也可采用可逆整流器把再生能量向工頻電網(wǎng)反饋。

　　變頻器的控制電路結(jié)構(gòu)

　　變頻器的控制電路是給變頻器主電路提供控制信號的回路。變頻器的控制電路如圖1-4所示，它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時它也接收來自這些部分的信號，其主要功能如下。

　　①利用信號來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。

　　②為變頻器提高各種控制信號。

　　③監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護功能。

　　控制電路包括：頻率、電壓的運算電路，主電路的電壓、電流（V／I）檢測電路，用于變頻調(diào)速系統(tǒng)電動機的速度檢測電路，對運算電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路，以及逆變器和負(fù)載的保護電路等。

　?、龠\算電路。運算電路的功能是將變頻器的電壓、電流檢測電路的信號及變頻器外部負(fù)載的非電量信號（速度、轉(zhuǎn)矩等經(jīng)檢測電路轉(zhuǎn)換為電信號）與給定的電流、電壓信號進(jìn)行比較，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

　　②電壓、電流檢測電路。變頻器的電壓、電流檢測電路采用電隔離檢測技術(shù)來檢測主回路的電壓、電流，并對檢測到的電壓、電流信號進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，以滿足變頻器控制電路的需要。

　　③驅(qū)動電路。變頻器驅(qū)動電路的功能是在控制電路的控制下，產(chǎn)生功率足夠大的驅(qū)動信號使主電路開關(guān)器件導(dǎo)通或關(guān)斷?？刂齐娐凡捎秒姼綦x技術(shù)實現(xiàn)對驅(qū)動電路的控制。

　?、躀/O電路。變頻器I/O電路的功能是使變頻器更好地實現(xiàn)人機交互。變頻器具有多種輸入信號（如運行、多段速度運行等），還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出信號（如電流、頻率、保護動作驅(qū)動信號等）。

　?、菟俣葯z測電路。速度檢測電路以裝在異步電動機軸上的速度檢測器（TG、PLG等）為核心，對檢測到的電動機轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換并送入運算電路，可使電動機按給定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。