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变频器是怎么变频的？

变频器是怎样变频的？

●这里首先普及一下变频器基本知识。

★变频器的基本结构与应用范围

★变频器的基本构成

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另频率电源的电能控制装置。通俗地说,它是一种能改变施加于交流电动机的电源频率值和电压值的调速装置。

交流变频调速理论诞生于20世纪20年代, 60年代后,随着新型大功率电力电子器件的开发和先进的微处理器的出现,变频调速技术得到迅速的发展,并最终广泛应用到实际生产中去。

交流变频调速传动克服了直流电动机的缺点(电机结构复杂、维护保养工作量大等),发挥了交流电动机本身固有的优点(结构简单、经久耐用、动态响应好、价廉等),并很好地解决了交流电动机调速性能先天不足的问题。可以说,变频器是当今最先进、最有前途的一种交流电动机调速装置。

变频调速装置能实现软启动、软停车、无级调速以及特殊要求的增、减速特性等,具有显著的节电效果。它具有过载、过压、欠压、短路、接地等保护功能,具有各种预警、预报信息和状态信息及诊断功能,便于调试和监控,可用于恒转矩、平方转矩和恒功率等各种负载。

变频器由电力电子半导体器件(如整流模块、GTO门1极可关断晶闸管、GTR电力晶体管、IGBT绝缘栅双极型晶体管、IPM智能功率模块等)、电子器件(集成电路、开关电源、电阻、电容等)和微处理器(CPU)等组成。其基本构成如下图所示。
●变频器由主电路、控制电路、操作显示电路和保护电路四部分组成。

★主电路→给三相异步电动机提供调频调压的电力变换部分称为主电路。主电路包括整流器、直流中间电路和逆变器。见下图所示。

①整流器 →它由全波整流桥组成,其作用是把工颜电源变换成直流电源,变績器多采用二极管整流器,也采用晶体管整流器。整流器的输入端接有压敏电阻网络,保护变频器免受浪涌过电压及大气过电压冲击而损坏。

②直流中间电路→ 由于逆变器的负载为异步电动机,属于感性负载,因此在直流中间电路和电动机之间总会有无功功率交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件电容器或电感器来缓冲。另外,直流中间电路对整流器的输出进行滤波,以藏小直流电压或电流的波动。滤波电路又称平波电路,一般通用变频器采用电容滤波（平波）电路。

在直流电路里设有限流电路(由图上中的限流电阻R及开关K构成),以保护整流桥免受冲击电流作用而损坏。

★设置制动回路的目的是,当异步电动机负载在再生制动区域使用时(转差率为负),再生能量将存储在滤波电容器中,从而使直流环节电压升离,为抑制电压升岛,利用制动同路中的制动电阻消耗掉直流电路中的再生能量,制动回路还可以采用可逆整流器把再生能量反馈给电网。

③逆变器→ 它与整流器的作用相反,是将直流电源变换成额事和电压都任意可调的三相交流电源,逆变器的常见结构是由6个功率开关器件组成的三相桥式逆变电路,它们的工作状态受控于控制电路。

●控制电路(主控制电路CPU)→控制电路由运算放太电路,检测电路,控制信号的输人、输出电路,驱动电路等构成,一般采用微机进行全数字控制,主要靠软件完成各种功能。

●操作显示电路→这部分电路用于运行操作、参数设置、运行状态显示和故障显示。

●保护电路→这部分电路用于变频器本身保护及电动机保护等。

♥变频器的内部结构及外部接线变频器的内部结构及外部接线如图下所示。
(1)主控制电路(CPU)

①接收各种信号

a.在功能预置阶段,接收各功能的预置信号。

b,接收从键盘或外接输入端子输入的给定信号。

c.接收从外接输人端子或通信接口输入的控制信号。

d.接收从检测电路输入的检测信号。

e,接收从保护电路输入的保护执行信号等。

②进行基本运算最主要的运算包括:

a.进行矢量控制运算或其他必要的运算;

b.实时地计算出SPWM波形各切换点的时刻。

③输出计算结果，

a.输出至逆变管模块的驱动电路,使逆变管按给定信及预置要求输入SPWM。

b.输出给显示器，显示当前的各种状态。

c.输出给外接输出控制端子。

d.向保护电路发出保护指令，以进行保护。

●检测电路→接收电压、电流以及模块温度、电动机速度等采样信号,并将其转换成主控制电路所能接收的信号。

●保护电路→接收主控制电路输入的保护指令,并实施保护。同时也直接从检测电路输入检测信号,以便对某些紧急情况实施保护。保护电路可分为变频器本身保护和异步电动机保护两种。

以上为个人观点，这里仅供提问者和头条上的有需要了解变频器基础知识的阅读者们参考一下。

知足常乐于湖北省钟祥市2020.1.21日