变频器交直交工作原理（交直交变频器的主电路是怎样构成的-）

不同系列的交直交变频器内部的主要电路基本相同。变频调速过程中出现的很多现象都可以通过主电路进行分析。

1、AC-DC转换电路

AC-DC-AC变频器的AC-DC转换电路部分由整流电路、滤波电路、限流电路和功率指示电路组成。

交直流转换电路是整流滤波电路。其任务是将电源的三相（或单相）交流电转换成稳定的直流电。由于整流后的直流电压较高且不允许降低，因此电路结构有其特殊性。

1.全波整流电路

大多数SPWM逆变器采用桥式全波整流电路。在中小容量逆变器中，整流装置采用不可控整流二极管或二极管模块。如下图所示，逆变器VD6的交直流变换电路中的VD1~。当三相线电压为380V时，整流后峰值电压为537V，平均电压为515V。

2. 滤波电路

上图中，滤波电路指的是CF1和CF2。由于电解电容器的电容量和耐压的限制，滤波电路通常由几个电容器并联组成一组，以及两个电容器组CF1和CF2串联组成。由于电解电容器的电容量离散性较大，电容器组CF1和CF2的电容量不可能完全相等。导致每个电容器组承受的电压UD1和UD2不相等，使得电压较高一侧的电容器组容易损坏。为了使UD1和UD2相等，在CF1和CF2旁边并联了阻值相等的均压电阻RC1和RC2。

3、限流电路

1）上图中，限流电路是指在整流桥和滤波电容之间串联限流电阻RL和短路开关SL组成的并联电路。

2）限流电阻RL的作用是：变频器接通电源前，滤波电容器C F（CF1、CF2串联而成）上的直流电压U D=0。因此，当逆变器刚接通电源时，会有很大的浪涌电流通过整流器流向滤波电容，可能会损坏整流桥。如果电容器的容量较大，电源电压会瞬间下降，对电网造成干扰。限流电阻RL串接在整流桥和滤波电容之间，以减弱浪涌电流。

3）短路开关SL的作用是：如果电路中长期接入限流电阻RL，将会影响直流电压UD和逆变器的输出电压。因此，当UD增大到一定程度时，短路开关SL导通，RL断路。 SL多由晶闸管组成，在小容量的逆变器中，常由继电器触点组成。

4、电源指示电路

电源指示灯HL除了指示电源是否接通外，还有一个非常重要的功能，就是在逆变器切断电源后，指示滤波电容CF上的电荷是否已经释放。

由于CF容量较大，逆变电路停止工作时必须切断电源，因此CF没有快速放电电路，其放电时间往往长达几分钟。并且由于CF上的电压较高，如果放电不完全，会对人身安全造成威胁。因此，在维修逆变器时，必须等到HL完全熄灭后，才能接触逆变器内部的导电部件。因此，HL还具有提示保护的功能。

2. DC-AC转换电路

1、三相逆变桥电路

逆变桥电路的作用是将直流电变换为三相交流电。逆变桥电路由下图中开关器件V1~V6组成。目前，中小容量逆变器中的开关器件大多采用IGBT管。

2、续流电路

续流电路由上图中的VD7~VD12组成。其功能如下：

1）为电机绕组的无功电流返回直流电路提供通路。

2）当频率降低、同步转速降低时，为电机的再生能量反馈到直流电路提供通路。

3）为电路的寄生电感在逆变过程中释放能量提供通路。

3、缓冲电路

逆变管在关断和开通时，其电压、电流变化率很大，可能会导致逆变管损坏。因此，应在每个逆变管旁边连接一个缓冲电路，以减缓电压和电流的变化速度。缓冲电路的结构根据逆变管的特性和容量的不同而有很大差异。下图所示为典型的缓冲电路（由R01~~R06~、C01~~C06~、VD01~~VD06~组成）。

各组件功能如下：

1）电容C01~~C06~

每当逆变管V1V6从导通状态切换到截止状态时，集电极和发射极之间的电压UCE就会很快从接近0V上升到UD~。在此过程中，电压增长率非常高，很容易造成逆变管损坏。 C01~~C06的作用是降低V1V6关断时的电压增长率。

2) 电阻R01~~R06~

每次V1V6从关断状态转变为导通状态时，C01C06上充电的电压（等于U D ）将被放电至V1V6。放电电流初始值很大，会叠加到负载电流上，造成V1V6损坏。电阻R01R06用于限制C01C06向V1V6的放电电流。

3) 二极管VD01~VD06

限流电阻R01R06的连接会影响V1V6关断时C01C06限制电压增长率的效果。 VD01VD06接通后，V1V6关断过程中R01R06将不工作。

3、能耗制动电路

1、能耗制动电路的作用

在变频调速系统中，电机的减速和停机是通过逐渐降低频率来实现的。在频率刚降低的瞬间，电机的同步转速降低，但由于机械惯性，电机的转速并没有变化。当同步转速低于转子转速时，转子绕组切割的磁力线方向发生反转，转子电流的相位几乎改变180，使电机处于发电状态，也称为发电状态。再生制动状态。

电机再生的电能经续流二极管（上图中的VD7VD12）全波整流后反馈至直流电路。由于直流电路的电能不能反馈到电网，只能被CF1和CF2~吸收，使直流电压升高到“泵电压”。过高的直流电压会损坏转换器元件。因此，当直流电压超过一定值时，需要有放电电路来消耗再生电能。该放电电路就是能耗制动电路。

2、能耗制动电路的组成

能耗制动电路由制动电阻RB和制动单元BV组成，如下图所示。

制动电阻RB用于消耗直流电路中多余的电能，保持直流电压稳定。制动单元BV的作用是控制放电电路的工作。具体地，当直流电路的电压UD超过规定限值时，VB导通，使直流电路通过RB释放能量，降低直流电压；当UD在正常范围内时，VB会被可靠地切断，避免不必要的能量损失。

4、主电路

上述部分电路归纳为主电路，如下图所示。

1、交-交变频器又称直接变频器。交交变频器的输出电压是通过调节反并联整流桥晶闸管的触发相位来实现的，输出频率取决于输出端A、B、C之间的换相频率。根据不同根据输出电压波形，AC-AC逆变器可分为120导通型方波电流源逆变器和180导通型正弦波电压源逆变器。

2、矢量控制变频调速系统可以使异步电机的调速具有与直流电机相媲美的高精度和快速响应能力。矢量控制变频调速系统能适应恶劣的工作环境，可应用于需要高速响应的工作机械和高精度电力驱动装置。