任务2 变频器的基本结构讲解

变频器的基本结构变频器分类按用途专用变频器如起重用变频器节能型变频器其主要负载一般为平方率负载，如风机、水泵通用变频器一般对调速性能要求高变频器分类按主电路变换环节交-交直接变频器和交-直-交间接变频器变频器分类什么叫“交——交”变频器？“交——交”变频器将频率固定不变的正弦交流电直接变换成频率连续可调的交流电，省去中间环节，变换效率高。但这种方式调频范围较窄，一般在额定频率的一半以下，通常用于低速大容量的拖动系统中。变频器分类什么叫“交——直——交”变频器？“交——直——交”变频器先将频率固定不变的正弦交流电整流成直流电，然后再将直流电逆变成交流电，调频范围宽，能够改善变频后电动机的机械特性，目前应用广泛。变频器分类按主电路结构电压型变频器电流型变频器变频器分类电压型变频器中间环节是大电容器滤波，使直流侧电压UD恒定，变频器的输出电压随之恒定，相当于理想的电压源，输出交流电压是矩形波或阶梯波，电流波形接近于正弦波，称为交-直-交电压型变频器。变频器分类电流型变频器

中间环节是电感很大的电抗器滤波，电源阻抗很大，直流环节中的电流可近似于恒定，逆变器输出电流随之恒定，相当于理想的电流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，电压波形接近于正弦波，称为交－直－交电流型变频器。变频器的基本结构变频器构成框图主电路控制电路由整流电路、逆变电路和保护组成。

将交流变成直流将直流电逆变成频率可调的交流电限制启动电流续流二极管IGBT导通，并联二极管为再生电流及能量返回直流电路提供通路为泵生电压提供放电回路主电路将交流变成直流限制启动电流

1.整流电路（交——直）桥式全波整流，VD1~VD6。直流侧峰值电压为：三相整流后输出电压应为的包络线，如图所示。其平均值为：2.开启电流吸收电路由RL和SL构成。作用：由于滤波电容CF很大，变频器起动时充电电流很大，为防止烧坏整流二极管，起动时串入电阻RL，当电容两端电压上升至一定值时，用SL将电阻短接。3.滤波电路滤波电路：CF1和CF2电容组成。电容器两端电阻RC1与RC2的作用：由于每个电容器的容量不可能绝对相同，尤其是电解电容器，其电容量离散性较大，若干个电容器并联后，两个电容器组之间的电容量就可能存在比较明显的差异，这会导致电压分配不均，影响电容器寿命。解决电压不均衡的方法是在每组电容器两端并联一个阻值相同的大电阻，由于电阻的阻值可以做的比较准确，因此可以减小电压不均衡的程度。均压电阻有时会烧坏的原因：由于滤波电容器组中个别电容器变质所致。当某电容器组个别电容损坏时，会造成所并联均压电阻中的电流增大，从而烧坏均压电阻。3.滤波电路4.电源指示电路【作用】（1）用于电源指示。（直流侧）（2）变频器断电时，作为滤波电容CF的放电回路。2024/7/7（1）泵升电压的产生：由于负荷侧的功率倒送，使变频器直流母线电压升高，称之为“泵升电压”。当变频器驱动电动机运行时，若给定频率突然降低，短时间内使电动机的转速高于同步转速，电动机处于再生发电制动状态，可导致泵升电压。为泵生电压提供放电回路5.耗能电路将直流电逆变成频率可调的交流电续流二极管IGBT导通，并联二极管为再生电流及能量返回直流电路提供通路逆变管VT1~VT6构成逆变桥，VD7~VD12构成续流电路，将直流电逆变成频率、电压都可调的交流电，是变频器的核心部分。6.逆变电路常用逆变模块有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等，一般都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元。6.逆变电路单管IGBT全桥IGBT门极可关断晶闸管GTO变频器的构成2024/7/7组成作用主要构成器件主电路整流部分将工频交流变成直流，输入无相序要求整流桥逆变部分将直流转换为频率、电压均可变的交流电，输出无相序要求IGBT制动部分消耗过多的回馈能量，保持直流母线电压不超过最大值单管IGBT和制动电阻,大功率制动单元外置上电缓冲降低上电冲击电流，上电结束后开关自动闭合，而后变频器允许运行限流电阻和开关储能部分保持直流母线电压恒定，降低电压脉动电解电容和均压电阻控制回路键盘对变频器参数进行调试和修改，并实时监控变频器状态MCU（单片机）控制电路交流电机控制算法生成，外部信号接收处理及保护DSP（或两个MCU）变频器的构成2024/7/7组成作用结构件散热器将整流桥、逆变器产生的热量散发出去温度传感器检测散热器温度，确保模块工作在允许温度环境下风扇配合散热器，将变频器内部的热量带走，有直流风扇（24V)和交流风扇两种3.外部端子——主回路接口

工频电网输入380V3PH/220V3PH220V1PHM3～制动电阻直流电抗器三相交流电机P/+PR2024/7/7通信接口变频器通常采用标准装备RS485接口