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变频器的四大组成部分和工作原理

随着电子技术的发展,变频器发生了很大的变化,但其基本原理并没有改变。变频器的主要部件有四个:整流器、中间电路、逆变器和控制电路。

通用变频器的整流电路由三相桥式整流桥组成。其功能是整流工频电源,通过中间直流环节平波,为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源通常需要通过吸收电容和压敏电阻网引入整流桥的输入端。网络的作用是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,避免损坏变频器。当电源电压为三相38V当时,整流器件的最大反向电压一般为1200-1600V,最大整流电流是变频器额定电流的两倍。

中间电路有三种类型:将整流电压转换为直流电流,使脉动直流电压稳定或光滑,将整流后固定的直流电压转换为可变直流电压。中间电路可以看作是一种能量存储装置,电机可以通过逆变器从中间电路获得能量。使用电源逆变器时,中间电路由大电感线圈组成,只能与可控整流器配合使用。电感线圈将整流器输出的可变电流电压转换为可变直流电流。电机电压的大小取决于负载的大小。为了减少直流电压和电流的波动,中间电路的滤波器可以滤波整流电路的输出。滤波器的电容和电感在给定频率下保持输出电压,从而获得所需的耐压值和容量。根据电路设计,中间电路还可以提供以下附加功能。

逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换为可任意调节频率和电压的交流电源。逆变电路的输出是变频器的输出,因此逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。

最常见的逆变电路结构是使用六个功率开关设备(GTR、IGBT、GTO等)由三相桥式逆变电路组成,定期控制逆变器中功率开关设备的导通和关闭,可获得任何频率的三相交流输出。

集成模块或智能模块通常用于中小容量变频器的主回路器件。整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路和驱动电路高度集成在智能模块的内部。如三菱公司生产的IPMPM50RSA120,富士生产的7MBP50RA西门子公司生产的060BSM50GD内部集成了整流模块、功率因数校正电路等。IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz,当欠电压、过电压和过热故障时,保护功能是输出故障信号灯。

连续电路设置在逆变电路中。当频率下降时,续流电路的功能速度也会下降。为将异步电机的再生电能反馈给直流电路提供通道。寄生电感在逆变过程中释放能量。此外,当位于同一桥臂上的两个开关同时处于开启状态时,会出现短路,并烧毁换流器件。因此,在实际的通用变频器中也有各种相应的辅助电路,如缓冲电路,以确保电路的正常运行,并在发生事故时保护换流器.

控制电路将信号传输给整流器、中间电路和逆变器,并接收该部分的信号。具体的控制部分取决于每个变频器的设计。

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