变频器的基本结构与选择

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1、变频器的基本结构刘美俊各生产厂家生产的通用变频器，其主电路结构和控制电路并不完全相同，但基本的构造原理和主电路连接方式以及控制电路的基本功能都大同小异。下图所示为通用变频器结构原理示意图。主要包括三个部分：一是主电路接线端，包括接工频电网的输入端（R、S、T），接电动机的频率、电压连续可调的输出端（U、V、W）；二是控制端子，包括外部信号控制端子、变频器工作状态指示端子、变频器与微机或其他变频器的通信接口；三是操作面板，包括液晶显示屏和键盘。变频器外观结构图ABB公司ACS600变频器结构图通用变频器由主电路和控制电路组成，其基本构成如下图所示。其中，给异步电动机提供调压调频

2、电源的电力变换部分称为主电路，主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）和逆变器等。通用变频器的基本构成1）整流器。电网侧的变流器为整流器，它的作用是把工频电源变换成直流电源。三相交流电源一般需经过压敏电阻网络引入到整流桥的输入端。压敏电阻网络的作用是吸收交流电网浪涌过电压，从而避免浪涌侵入，导致过电压而损坏变频器。整流电路按其控制方式可以是直流电压源，也可以是直流电流源。电压型变频器的整流电路属于不可控整流桥直流电压源，当电源线电压为380V时，整流器件的最大反向电压一般为1000V，最大整流电流为通用变频器额定电流的2倍。智能功率模块的安装与应用当将IPM模块安装到散

3、热器上时，操作时应避免安装受力不均匀。推荐使用平面度在150m或更小的散热器，并避免单边应力过紧，要严格遵照如图2-62所示的推荐的螺钉安装拧转顺序操作，如果模块受力不均，会导致模块陶瓷绝缘破裂，致使模块损坏或留下潜在的故障隐患。不要将端子和螺钉拧得过紧，在模块产品数据手册中一般会提供最大转矩值，在安装过程中为了符合指定力矩值，必须使用力矩扳手。力最大限度地使基板与散热器接触以利于传热，散热器表面必须具有句皿或更小的表面光洁度，并应在传热界面使用导热硅胶。选择使用的硅胶应能在工作温度内性能稳定，并且保证在装置寿命期内性能不发生变化。图（a）所示是两点安装型，预拧紧顺序为①→

4、②，最终拧紧顺序为②→①；图（b）所示是四点安装型，预拧紧顺序为①→②→③→④，最终拧紧顺序为④→③→②→①。2）逆变器。负载侧的变流器为逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所需求频率的交流功率。逆变器最常见的结构形式是利用6个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。通过有规律地控制逆变器中主开关的导通和关断，可以得到任意频率的三相交流输出波形。中间直流环节实际上是中间直流储能环节，另一个作用是承担对整流电路输出进行滤波，以减少电压或电流的波动。此外，由于异步电动机制动的需要，在直流中间电路中还设有制动电阻及其他辅助电路，这就是直流中间电路的作用。电压型变频器

5、的直流中间电路的主要元器件是大容量电解电容，而电流型变频器则主要由大容量电感器组成。控制电路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能等。通用变频器中的制动电路是为了满足异步电动机制动的需要而设置的，对于大、中容量的通用变频器来说，为了节约能源，一般采用电源再生单元将上述能量回馈给供电电源。而对于小容量通用变频器来说，则通常采用制动电路，将异步电动机反馈回来的能量在制动电路上消耗掉。变频器的分类通用变频器按其主电路结构形式可分为交-交变频器和交-直-交变频器，如果主电

6、路中没有直流中间环节的称为交-交变频器，有直流中间环节的称为交-直-交变频器。按其工作方式有电压型变频器和电流型变频器；按其逆变器开关方式有PAM（PulseAmplitudeModulation，脉冲振幅调制）控制方式、PWM（PulseWidthModulation，脉宽调制）控制方式和高频载波SPWM（SinusoidalPWM，正弦脉宽调制）控制方式三种；按其逆变器控制方式有U/f控制方式、转差频率控制方式、矢量控制方式、矢量转矩控制方式和直接转矩控制等。变频器的额定值和技术指标1．输入侧的额定值中、小容量通用变频器输入侧的额定值主要指电压和相数。在我国，输入电压的额

7、定值（指线电压）有3相380V、3相220V（主要是进口变频器）和单相220V（主要用于家用电容小容量变频器）三种。此外，输入侧电源电压的频率一般规定为工频50Hz或60Hz。2．输出侧的额定值（1）输出电压UN。由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压中的最大值。（2）输出电流IN。指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。（3）输出容量（4）配用电动机容量PN。对于变频器说明书中规定的配用电动机，其容量说明如下：1）它是根据下式估算的结果2）说明书中的配用电