變頻器的主電路結(jié)構(gòu)_變頻器的控制電路結(jié)構(gòu)

　　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(dòng)的平渡回路。另外，若負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，在變頻調(diào)速系統(tǒng)需要制動(dòng)時(shí)，還需要附加制動(dòng)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(yùn)行。它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓。

　　（2）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(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也會(huì)使直流電壓變化。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。變頻器的容量小時(shí)，如果電源容量相對(duì)于變頻器容量來(lái)說(shuō)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(jiǎn)單的平波回路。平波回路有以下3種作用。

　?、偈姑}動(dòng)的直流電變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。

　　②通過(guò)開關(guān)電源為各個(gè)控制電路供電。

　?、劭梢耘渲脼V波或制動(dòng)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(shí)間控制6個(gè)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(wú)源逆變（變頻），變流器工作在逆變狀態(tài)下時(shí)，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(wú)源逆變或變頻。

　?。?）制動(dòng)回路

　　異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量?jī)?chǔ)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(lái)說(shuō)，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動(dòng)機(jī)）慣量積累的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，為抑制直流電路電壓上升，需采用制動(dòng)回路消耗直流電路中的再生能量，制動(dòng)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(hào)的回路。變頻器的控制電路如圖1-4所示，它將信號(hào)傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來(lái)自這些部分的信號(hào)，其主要功能如下。

　?、倮眯盘?hào)來(lái)開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。

　?、跒樽冾l器提高各種控制信號(hào)。

　?、郾O(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。

　　控制電路包括：頻率、電壓的運(yùn)算電路，主電路的電壓、電流（V／I）檢測(cè)電路，用于變頻調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路，對(duì)運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及逆變器和負(fù)載的保護(hù)電路等。

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

　?、陔妷?、電流檢測(cè)電路。變頻器的電壓、電流檢測(cè)電路采用電隔離檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)主回路的電壓、電流，并對(duì)檢測(cè)到的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，以滿足變頻器控制電路的需要。

　?、垓?qū)動(dòng)電路。變頻器驅(qū)動(dòng)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(dòng)信號(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。變頻器具有多種輸入信號(hào)（如運(yùn)行、多段速度運(yùn)行等），還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出信號(hào)（如電流、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)等）。

　?、菟俣葯z測(cè)電路。速度檢測(cè)電路以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器（TG、PLG等）為核心，對(duì)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換并送入運(yùn)算電路，可使電動(dòng)機(jī)按給定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。