变频电路的工作原理 / 开普饭

变频电路中整流电路的工作原理

整流电路是一种把工频交流电源整流成直流电压的部分，在单相供电的变频电路中多采用单相桥式整流堆，可将220V工频交流电源整流为300V左右的直流电压；在三相供电的变频电路中一般是由三相整流桥构成的，可将380V的工频交流电源整流500～800 V直流电压。图12-13为变频器主电路部分的单相整流桥和三相整流桥。

图12-13 变频器主电路部分的单相整流桥三相整流桥

变频电路中中间电路的工作原理

变频电路的中间电路包括平滑滤波电路和制动电路两部分。

1 平滑滤波电路

平滑滤波电路的功能是对整流电路输出的脉动电压或电流进行平滑滤波，为逆变电路提供平滑稳定的直流电压或电流。

图12-14为电容滤波电路。在电容滤波电路中，电容器接在整流电路的输出端，当整流电路输出的电压较高时，会对电容充电；当整流电路输出的电压偏低时，电容器会对负载放电，因而会起到稳压的作用，电容容量越大稳压效果越好。

图12-14 电容滤波电路

图12-15为电感滤波电路。电感滤波电路是在整流电路的输入端接入一个电感量很大的电感线圈（电抗器）作为滤波元件。由于电感线圈具有阻碍电流变化的性能，当接通电源时，冲击电流首先进入电感线圈L，此时电感线圈会产生反电动势，阻止电流的增强，从而起到抗冲击的作用，当外部输入电源波动时，电流有减小的情况，电感线圈会产生正向电动势，维持电流，从而实现稳流作用。

图12-15 电感滤波电路

2 制动电路

图12-16为变频器中的制动电路的工作原理。在变频器控制系统中，电动机由正常运转状态转入停机状态时需要断电制动，由于惯性电动机会继续旋转，在这种情况下由于电磁感应的作用会在电动机绕组中产生感应电压，该电压会反向送到驱动电路中，并通过逆变电路对电容器进行反充电。为防止反充电电压过高，提高减速制动的速度，需要在此期间由晶体管和制动电阻对电动机产生的电能进行吸收，从而顺利完成电动机的制动过程。

图12-16 制动电路

变频电路中转速控制电路的工作原理

转速控制电路主要通过对逆变电路中电力半导体器件的开关控制，来实现输出电压频率发生变化，进而实现控制电动机转速的目的。转速控制电路主要有交流变频和直流变频两种控制方式。

1 交流变频

图12-17为交流变频的工作原理。

图12-17 交流变频的工作原理

交流变频是把380/220V交流市电转换为直流电源，为逆变电路提供工作电压。逆变电路在变频器的控制下再将直流电“逆变”成交流电，该交流电再去驱动交流异步电动机。“逆变”的过程受转速控制电路的指令控制，输出频率可变的交流电压，使电动机的转速随电压频率的变化而相应改变，这样就实现了对电动机转速的控制和调节。

2 直流变频

图12-18为直流变频的工作原理。直流变频同样是把交流市电转换为直流电，并送至逆变电路，逆变电路同样受微处理器指令的控制。微处理器输出转速脉冲控制信号经逆变电路变成驱动电动机的信号，该电动机采用直流无刷电动机，其绕组也为三相，特点是控制精度更高。