通用变频器的基本结构

时间：2020-01-05

通用变频器的基本结构主要由主电路（包括驱动电路）、控制电路、信号采样电路、信号处理与故障保护电路、外部接口电路与电源电路等组成。

主电路

主电路主要由整流电路、中间直流环节和逆变器三部分组成。

整流电路一般采用整流二极管组成的三相或单相整流桥。小功率通用变频器整流桥输入多为单相220V，较大功率的整流桥输入一般均为三相380V或440V。

整流电路输出的脉动整流电压，**加以滤波。由于其后续的逆变器是PWM电压型逆变器，故需采用大电容Cd与小电感Ld相互配合进行滤波。大滤波电容Cd还兼有补偿无功功率的作用；而电感厶则有限制电流i和限制出di/dt的作用？另外电感Ld还能改善变频器的功率因数。为避免大电容Cd在通电瞬间产生过大的充电电流，一般还要在直流回路串入一个限流电阻Ro，刚通电时，它限制瞬间充电电流，待几十毫秒后，充电电流减小再由开关K加以短接，以免影响电路正常工作。开关K可以是接触器触头，也可以是功率开关器件，如晶闸管等。

根据输出的需要，逆变器可以是三相或单相。常见的通用变频器一般都是三相逆变器。逆变器的开关元件目前大都采用高速全控型器件IGBT。这些功率开关器件受来自控制电路的PWM信号的控制而通断，将直流母线电压变成按一定规律变化的PWM电压驱动电动机。通用变频器在直流环节处专门设置了泵升电压吸收电路TB，以消除电动机再生制动工况下向电源一侧回馈能量引起的直流母线电压异常升高现象。

当有**减速要求时，将定子频率f1迅速减小，而感应电动机及其负载由于惯性很容易使转差频率s<0，电动机进入再生制动，电流经逆变器的续流二极管整流成直流对滤波电容充电。因通用变频器的整流桥是由单向导电的二极管组成，不能吸收电动机回馈的电流，因此，若电动机原来的转速较高，再生制动时间较长，直流母线电压会一直上升到对主电路开关元件和滤波电容形成威胁的过高电压，即所谓的泵生电压。

通用变频器一般通过制动电阻RB来消耗这些能量，即将一个大功率开关器件TB和一个制动电阻RB相串联，跨接在中间直流环节正、负母线两端。大功率开关器件TB一般装在变频器机箱内，而制动电阻Rb通常作为附件放在机箱外。当直流电压达到一定值时，该大功率开关器件被导通，制动电阻就接人电路，从而消耗掉电动机回馈的能量，以维持直流母线电压基本不变。

控制电路

这是通用变频器中较复杂、较关键的部分。现代通用变频器的控制电路大都是以**微处理器和**大规模，一旦电动机过热，过热保护继电器动作，立刻封锁逆变器PWM信号并断开电动机电路。

外部接口电路

这部分电路主要是指从外部电路输入控制信号，或将变频器的正常运转信号（如频率、电压、电流等）或故障信号输出供外部电路使用，或将转速等信号反馈至变频器以构成闭环系统的输入和输出接线端子。

控制电源与驱动电源

现代通用变频器已大多采用开关稳压电源作控制及驱动电源。使用开关稳压电源有许多好处，它不但体积小，而且可在输入电源、电压大幅度变化情况下使输出电压仍然稳定，变频器运行**。

另外，变频器中间直流环节的直流电压也可为开关电源供电，这就避免了因交流电源瞬时断电而引起控制系统功能紊乱的现象。

词条
词条说明
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