變頻器的主電路結構

　　變頻器中給負載提供調壓調頻電源的電力變換部分稱為變頻器的主電路。圖1-3示出了典型電壓源型變頻器的主電路，該主電路由3部分構成，包括將工頻電源變換為直流電的整流器、將直流電變換為交流電的逆變器以及吸收整流器和逆變器產生的電壓脈動的平渡回路。另外，若負載為異步電動機，在變頻調速系統需要制動時，還需要附加制動回路。

　　（1）整流器

　　變頻器一般使用的整流器是二極管整流器，如圖1-3所示，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管整流器構成可逆變整流器，由于可逆變整流器的功率方向可逆，可以進行再生運行。它與單相或三相交流電源相連接，產生脈動的直流電壓。

　　（2）平波回路

　　在整流器整流后的直流電壓中含有頻率為電源頻率6倍的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也會使直流電壓變化。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。變頻器的容量小時，如果電源容量相對于變頻器容量來說較大，構成變頻器主電路的器件有一定余量，可以省去電感而采用簡單的平波回路。平波回路有以下3種作用。

　　①使脈動的直流電變得穩定或平滑，供逆變器使用。

　　②通過開關電源為各個控制電路供電。

　　③可以配置濾波或制動裝置以提高變頻器的性能。

　　（3）逆變器

　　利用晶閘管裝置將直流電轉變為交流電，這一功能就叫逆變。整流和逆變關系密切，若同一套晶閘管裝置既可以工作在整流狀態下，而在一定條件下又可以工作在逆變狀態下，則常稱這一裝置為變流器。與整流器相反，逆變器是將直流電變換為所要求的可變壓變頻的交流電，控制電路以所確定的時間控制6個開關器件導通、關斷，就可以得到3相變壓變頻交流輸出。逆變分為有源逆變和無源逆變（變頻），變流器工作在逆變狀態下時，若把直流電轉變為50Hz的交流電送到電網中，則稱之為有源逆變；若把直流電轉變為某一頻率或頻率可調的交流電供給負載使用，則稱之為無源逆變或變頻。

　　（4）制動回路

　　異步電動機的負載在再生制動區域使用時（轉差率為負），再生能量儲存在平波回路的電容器中，使直流環節的電壓升高。一般來說，由機械系統（含電動機）慣量積累的能量比電容能儲存的能量大，為抑制直流電路電壓上升，需采用制動回路消耗直流電路中的再生能量，制動回路也可采用可逆整流器把再生能量向工頻電網反饋。

　　變頻器的控制電路結構

　　變頻器的控制電路是給變頻器主電路提供控制信號的回路。變頻器的控制電路如圖1-4所示，它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時它也接收來自這些部分的信號，其主要功能如下。

　　①利用信號來開關逆變器的半導體器件。

　　②為變頻器提高各種控制信號。

　　③監視變頻器的工作狀態，提供保護功能。

　　控制電路包括：頻率、電壓的運算電路，主電路的電壓、電流（V／I）檢測電路，用于變頻調速系統電動機的速度檢測電路，對運算電路的控制信號進行放大的驅動電路，以及逆變器和負載的保護電路等。

　　①運算電路。運算電路的功能是將變頻器的電壓、電流檢測電路的信號及變頻器外部負載的非電量信號（速度、轉矩等經檢測電路轉換為電信號）與給定的電流、電壓信號進行比較，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

　　②電壓、電流檢測電路。變頻器的電壓、電流檢測電路采用電隔離檢測技術來檢測主回路的電壓、電流，并對檢測到的電壓、電流信號進行處理和轉換，以滿足變頻器控制電路的需要。

　　③驅動電路。變頻器驅動電路的功能是在控制電路的控制下，產生功率足夠大的驅動信號使主電路開關器件導通或關斷。控制電路采用電隔離技術實現對驅動電路的控制。

　　④I/O電路。變頻器I/O電路的功能是使變頻器更好地實現人機交互。變頻器具有多種輸入信號（如運行、多段速度運行等），還有各種內部參數的輸出信號（如電流、頻率、保護動作驅動信號等）。

　　⑤速度檢測電路。速度檢測電路以裝在異步電動機軸上的速度檢測器（TG、PLG等）為核心，對檢測到的電動機轉速信號進行處理和轉換并送入運算電路，可使電動機按給定轉速運轉。