变频器电路原理和结构图

  　　变频器电路

　　变频器在国内使用日益广泛，变频器是相对高电压和大电流的设备，所以故障率也较高，维修量不少。

　　(1) 变频器的电路结构

　　图3.58是变频器的电路结构图。这是一个AC-DC-AC的变换过程。三相交流电（小功率的变频器使用单相交流）经整流桥整流后到滤波电容，得到直流电压。控制器控制六个大功率器件交替导通，电机线圈得到相对高频的交变脉冲电压，因为电机线圈电流不能突变，在线圈就会产生类似正弦波的三相交流电流，脉冲电压的频率是可控的，而电机的转速又跟频率成正比，所以变频器可以起到控制电机速度的作用。

　　图3.58变频器电路结构图

　　为了更好地控制使用变频器，在变频器加人了控制信号输人输出电路、电压电流检测电路、按键及显示电路、制动电路，当然也少不了电源系统给各功能电路提供电源。

　　主电源由三相整流桥整流得到（小功率的变频器使用单相交流电源），整流后滤波电容充电的瞬间电流很大，对整流桥和电容的冲击会造成诸多问题。为了避免冲击，小功率变频器会在直流母线中串联热敏电阻，一般功率的变频器会使用继电器触点并接限流充电电阻的方式。此方式的原理是：变频器初始上电后，整流后电源通过限流电阻给后级滤波电容充电，串联的电阻限制了充电电流的大小，一个电压检测电路检测电容上的电压，当电压达到某个程度时，控制并联在限流电阻上的继电器触点闭合，此时整流后电源直接连充电电容，此时的电流就没有变频器刚刚上电时那么大了。电路既可以避免大电流冲击，又不至于让限流电阻长期串联在主电路中造成能量消耗和对后级的影响。在大功率变频器中，继电器则换成了晶闸管，其原理也是一样的，只是晶闸管比继电器机械触点能够耐受更大的电流。

　　变频器停止输出后，机械负载因为惯性作用会带动电机继续转动，如果要设法使其迅速制动，电机线圈切割磁力线产生很高电压，电压经IGBT的C、E极上反并的续流二极管全波整流后加到直流母线，会使直流母线上的电压升高，这对电路元件会造成损害。

　　能耗制动电路的原理就是通过检测直流母线上电压的大小判断电机是否处于制动状态，如果电压高到一定程度，电路控制制动IGBT导通，电容能量通过制动IGBT回路迅速消耗在制动电阻上，结果，电容上电压迅速下降，机械动能迅速转化为电阻热能，电机也就得以迅速停止转动。

　　回馈制动的原理，在母线电压判断上与能耗制动相同，只是将能量回馈给了电网。