变频器的主电路(一)
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理
一、引言
变频器是一种用于控制交流电动机转速的电子设备。它通过改变输入电源频率和电压来调节机电的转速。本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、主电路组成
变频器的主电路由以下几个主要部份组成：
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源。
2. 中间电路：由电容器组成，用于储存能量和平滑直流电压。
3. 逆变器：将直流电源转换为可调节的交流电源。
4. 滤波器：用于滤除逆变器输出的高频噪声。
5. 机电：由变频器控制的交流电动机。
三、工作原理
1. 整流器工作原理：
交流电源经过整流器，将交流电转换为直流电。整流器通常采用可控硅器件，如二极管或者晶闸管。整流器的输出电压为半波或者全波整流的直流电压。
2. 中间电路工作原理：
直流电压通过整流器后，进入中间电路。中间电路由电容器组成，用于储存能量和平滑直流电压。电容器的容量越大，中间电路的电压波动越小。
3. 逆变器工作原理：
中间电路的直流电压经过逆变器，被转换为可调节的交流电源。逆变器通常采
用可控硅器件或者晶体管。逆变器的输出电压和频率可以根据需要进行调节。
4. 滤波器工作原理：
逆变器输出的交流电源经过滤波器，滤除高频噪声和谐波。滤波器通常由电感
和电容器组成，能够平滑输出电压波形。
5. 机电工作原理：
变频器控制的交流电动机接收逆变器输出的交流电源。通过调节逆变器的输出
电压和频率，可以实现对机电转速的精确控制。变频器可以根据负载需求动态调整机电的转速，提高能效和运行稳定性。
四、应用领域
变频器主电路工作原理的应用非常广泛，包括但不限于以下领域：
变频器的工作原理图
变频器的工作原理图
1、变频器的主回路
电压型变频器主电路包括：整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组，交-直-交型变频器结构见附图1
1）整流电路：VD1~VD6组成三相不可控整流桥，220V系列采用单相全波整流桥电路；380V系列采用桥式全波整流电路。
2）中间滤波电路：整流后的电压为脉动电压，必须加以滤波；滤波电容CF除滤波作用外，还在整流与逆变之间起去耦作用、消除干扰、提高功率因素，由于该大电容储存能量，在断电的短时间内电容两端存在高压电，因而要在电容充分放电后才可进行操作。
3）限流电路：由于储能电容较大，接入电源时电容两端电压为零，因而在上电瞬间滤波电容CF的充电电流很大，过大的电流会损坏整流桥二极管，为保护整流桥上电瞬间将充电电阻RL串入直流母线中以限制充电电流，当CF充电到一定程度时由开关SL将RL短路。
4）逆变电路：逆变管V1~V6组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电，是变频器的核心部分。常用逆变模块有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等，一般都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元
5）续流二极管D1~D6：其主要作用为：
（1）电机绕组为感性具有无功分量，VD1~VD7为无功电流返回到直流电源提供通道
（2）当电机处于制动状态时，再生电流通过VD1~VD7返回直流电路。
（3）V1~V6进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止，在换相过程中也需要D1~D6提供通路。
6）缓冲电路
由于逆变管V1~V6每次由导通切换到截止状态的瞬间，C极和E极间的电压将由近乎0V上升到直流电压值UD，这过高的电压增长率可能会损坏逆变管，吸收电容的作用便是降低V1~V6关断时的电压增长率。
变频器基本电路图
变频器基本电路图
目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1）整流电路
如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2）滤波电路
逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元
件来缓冲。同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3）逆变电路
逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。
小孙学变频(1_6讲全本)
＊小学变频＊
一．变频器的主电路（一）
燕宾
小是公司的电气工程师，多年来从事电子设备的维修工作。近几年来，各种设备里应用的变频器越来越多，小被安排来专门从事变频器的调试和维护。
这一天，小从仓库里领出了一台变频器，打算配用到鼓风机上。按照规定，先通电测试一下。谁知一通电，就发现冒烟，立刻切断了电源。把盖打开后，发现有一个电阻很烫。小想，在开盖情况下再通电观察一次。这一回，电阻倒是不冒烟了，但不一会儿，变频器便因“欠压”而跳闸了。用万用表一量，那个电阻已经烧断了。
经人介绍，小找到了一位退休老高工老师。
“你们那台变频器在仓库里存放了多长时间？”听完了小的情况介绍后，老师问。
“大约一年多一点。”
“我知道了。”老师胸有成竹地说。“在分析电阻冒烟的原因之前，先要弄清楚变频器里整流滤波电路的特点。”
“老师，我不大明白，变频器的中间为什么要加进一个直流电路呢？”
“好吧，那我们就先从交－直－交变频器的基本结构讲起。”老师拿了一纸，不紧不慢地画出了交－直－交变频器的框图，
如图1－1所示，然后说：
“你瞧，电网的电压和频率是固
定的。在我国，低压电网的电压和频
率统一为380V、50Hz，是不能变的。
要想得到电压和频率都能调节的电
源，必须自己‘变出来’，才便于控制。
所谓‘变出来’，当然不可能象变魔术
图1－1交－直－交变频器框图
那样凭空产生出来，而只能从另一种
能源变过来。这‘另一种能源’，便是
直流电。
因此，交－直－交变频器的工作可分为两个基本过程：
（1）交－直变换过程
就是先把不可调的电网的三相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电。
第一章 变频器主电路
• 如上述，晶闸管在直流电路中不具有自行关断的 能力。要想关断已经导通的晶闸管，必须令晶闸 管的阳极和阴极之间的电压为 0 ，或加入反向电 压。
• （ 2 ）普及归功 GTR ( BJT )：电力晶体管也称 为大功率晶体管（ GTR ） 或双极型晶体管 （ BJT ），实际上它是由两个或多个晶体管复合 而成的复合晶体管（达林顿管）, 如图 1-16 所示
• 总的观点：任何能源的作功过程，永远是施加能 源的一方，克服接受能源一方反作用的过程，或 者说，施加能源的一方总是在克服反作用的过程 中作功的。
• 1. 定子绕组接受电网电能时的平衡关系：
• 定子电流产生的旋转磁场，也要被定子绕组所 “切割”，并产生感应电动势。因为是定子绕组 “切割”了自身产生的磁场，所以是自感电动势， 具有阻碍电流变化的性质。就是说，它的作用是 和外加电压相反的，构成了对外加电压的反作用， 通常称为反电动势。大小为：
1.4 变频器的输出电压与频率
• 1 ．异步电动机的能量传递过程 • 图 1 一 21a 是异步电动机的旋转原理；图 1 一
21b 是异步电动机的能量传递关系，具体说明如 下： • （ 1 ）输人功率：三相交流异步电动机的输人功 率就是从电源吸取的电功率，用P1表示，计算公 式如下：
• 式中P1 ― 输人功率（ kw ） ; UL ― 电源线电压 （ V ） ; I1 ― 电动机的相电流（ A ） ; cosφ 1 ― 定子绕组的功率因数。
简述变频器主电路组成及各部分功能
简述变频器主电路组成及各部分功能
变频器是一种用于改变交流电电压和频率的电子器件，它能够将电源输入的恒定频率交流电转换为需要的输出频率。变频器主电路由多个部分组成，每个部分都有其特定的功能。
1. 输入滤波电路：输入滤波电路主要用于将电网的交流电进行滤波，去除电网中的高次谐波和干扰信号，确保稳定的输入电源。这样可以有效地减小电源对变频器的影响，保证变频器工作的稳定性和可靠性。
2. 整流电路：整流电路用于将输入电源中的交流电转换为直流电电压，供给其他部分使用。根据不同的设计需求，整流电路可以采用全桥、半桥、单整流桥等不同的结构，以及各种整流器电路。
3. 逆变电路：逆变电路是变频器的核心部分，它将直流电转换为需要的交流电。逆变电路一般采用可控硅或者晶闸管等器件，通过控制器的控制，实现对输出电压的调整。逆变电路的设计决定了变频器输出电压的波形质量和稳定性。
4. 控制电路：控制电路是变频器的大脑，负责对整个系统进行控制和监测。它通过对输入信号的处理和判定，输出控制信号，控制整个变频器的运行状态。控制电路一般由微处理器、信号采集模块、驱动电路等组成，可以实现多种功能，如起动、停止、调速、保护等。
5. 输出滤波电路：输出滤波电路用于去除逆变电路输出中的高次谐波和噪声。它可以保证变频器输出电压的纯度和稳定性，避免对外部设备产生不良影响。输出滤波电路的设计和选择对于变频器整体性能和使用环境的适应性十分重要。
以上是变频器主电路的基本组成和各部分的功能简述。当然，实际的变频器主电路还可能包括其他的辅助电路，如过流保护电路、过压保护电路、过载保护电路等。不同型号和规格的变频器在主电路设
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理
一、概述
变频器是一种用于调节交流电机转速的电子设备。它通过改变输入电压的频率和幅值，使电机能够以不同的转速运行。变频器主电路是变频器的核心部分，负责将输入的交流电转换为输出的可调节交流电。
二、主电路组成
变频器主电路由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器
整流器将输入的交流电转换为直流电。一般采用整流桥电路，由四个二极管组成。当输入电压为正向时，二极管导通，将正向电压传递给滤波器；当输入电压为反向时，二极管截止，不传递电压。
2. 滤波器
滤波器用于平滑整流后的直流电。它由电容器和电感器组成。电容器能够储存电荷并平滑电压波动，而电感器则能够滤除高频噪声。
3. 逆变器
逆变器将滤波后的直流电转换为可调节的交流电。它采用晶闸管或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为开关元件。通过控制开关元件的导通和截止，逆变器可以调节输出电压的频率和幅值。
4. 控制电路
控制电路负责监测和控制变频器的工作状态。它包括信号采集模块、控制芯片
和驱动电路。信号采集模块用于采集输入和输出电压、电流、转速等信号。控制芯片根据采集到的信号进行计算和控制，控制驱动电路输出逆变器的开关信号。
三、工作原理
变频器主电路的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 输入交流电经过整流器转换为直流电。整流器将交流电的负半周转换为正向
直流电，而将正半周截断。
2. 直流电经过滤波器进行平滑处理。滤波器通过电容器和电感器的作用，将直
流电的波动减小，使其变得更加稳定。
3. 平滑后的直流电经过逆变器转换为可调节的交流电。逆变器通过控制开关元
变频器基本电路图
变频器基本电路图目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1）整流电路
如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2）滤波电路
逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3）逆变电路
逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。
简述变频器主电路组成及各部分功能
简述变频器主电路组成及各部分功能变频器主电路是指将市电转变为水平调速电压和控制电压的电路系统，变频器的主电路结构基本可以分为市电保护、接触器、电动机保护及继电器、二极管市电滤波、市电调研及消谐、PWM及方向继电器组、低压电容滤波、重复IC单元、调节部件、温度保护电路、报警监控及IO口和智能控制器组成。
1、市电保护：它也称为主断路器，用于断开或接通变频器与电源的连接，用于设备接入和接出，在停止运转、检修、维护期间断开变频器，防止器件由于突发的低电压、瞬变的电流而损坏。
2、接触器与电动机保护回路：通过控制接触器的开/关将电压引至电动机，使接触器磨损少，控制方便和可靠。电动机保护回路的设置能有效保证电动机不被限流、限压损坏。
3、二极管市电除湿：用二极管钙市电滤波过滤，使变频器更加稳定，减少电动机上导致的频率脉动，同时还可以延长控制器的使用寿命，提高系统的可靠性。
4、市电调研及消谐：市电调研及消谐的目的是通过调整电压或频率来调整变频器的运行状态，使变频器更加稳定，防止变频器由大电流冲击与频率脉动而损坏。
5、PWM及方向继电器组：它用于控制变频器的变频输出和调速，SoftwarePWM技术可实现更精确地控制，可延长电机的使用寿命，提高整个调速系统的效率。
6、低压电容滤波：可有效抑制变频器产生的脉动和波动，以减少电机的电磁干扰和声噪，延长电机的使用寿命，提高系统的可靠性。
7、重复ic单元：它由重复ic、变压器、功率放大器等组成，用于检测电机的速度和位置，可以实现低速
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理
变频器是一种电力调节装置，用于将交流电源转换为可调频率和可调幅度的交
流电源，用于驱动各种电动机。变频器主电路是变频器的核心部分，它负责将输入的交流电源进行整流、滤波和逆变等处理，输出可调频率和可调幅度的交流电源。
变频器主电路通常由整流单元、滤波电路、逆变单元和控制电路等组成。
1. 整流单元
整流单元的作用是将输入的交流电源转换为直流电源。常见的整流方式有整流
桥和整流变压器两种。整流桥采用四个二极管组成的桥式整流电路，将交流电源的正、负半周分别整流为正向和反向的直流电压。整流变压器则通过变压器的变比来实现整流。
2. 滤波电路
滤波电路的作用是对整流后的直流电压进行滤波，使其尽可能接近纯直流电压。常见的滤波电路有电容滤波和电感滤波两种。电容滤波电路通过并联电容器来平滑直流电压，电感滤波电路则通过串联电感器来滤除直流电压中的脉动。
3. 逆变单元
逆变单元的作用是将滤波后的直流电压转换为可调频率和可调幅度的交流电压。逆变单元通常采用可控硅器件（如晶闸管）或者功率晶体管来实现。通过控制逆变单元的触发角，可以控制输出交流电压的频率和幅度。
4. 控制电路
控制电路是变频器主电路的控制中心，负责对整个系统进行控制和调节。控制
电路通常由微处理器、逻辑电路和驱动电路等组成。微处理器负责接收和处理用户的输入信号，并根据设定的参数来控制整个变频器的工作。逻辑电路负责实现各种
保护功能，如过流保护、过压保护和过温保护等。驱动电路则负责对逆变单元的触发进行控制。
变频器主电路的工作原理可以简单总结为：将交流电源经过整流、滤波和逆变等处理，转换为可调频率和可调幅度的交流电源。通过控制电路对整个系统进行控制和调节，实现对电动机的精确控制。
变频器基本电路图
变频器基本电路图
目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1）整流电路
如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2）滤波电路
逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元
件来缓冲。同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3）逆变电路
逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。
变频器主电路图
变频器主电路图Prepared on 21 November 2021
在分析变频器的故障时，有时如果知道变频器的电路原理，可以能更好地分析故障发生的原因。
主电路如图1所示：
一、交－直变换部分
1、VD1～VD6组成三相整流桥，将交流变换为直流。
如三相线电压为UL，则整流后的直流电压UD为：
UD＝
2、滤波电容器CF作用：
（1）滤除全波整流后的电压纹波；
（2）当负载变化时，使直流电压保持平衡。
因为受电容量和耐压的限制，滤波电路通常由若干个电容器并联成一组，又由两个电容器组串联而成。如图中的CF1和CF2。由于两组电容特性不可能完全相同，在每组电容组上并联一个阻值相等的分压电阻RC1和RC2。
3、限流电阻RL和开关SL
RL作用：变频器刚合上闸瞬间冲击电流比较大，其作用就是在合上闸后的一段时间内，电流流经RL，限制冲击电流，将电容CF的充电电流限制在一定范围内。
SL作用：当CF充电到一定电压，SL闭合，将RL短路。一些变频器使用晶闸管代替（如虚线所示）。
4、电源指示HL作用：除作为变频器通电指示外，还作为变频器断电后，变频器是否有电的指示（灯灭后才能进行拆线等操作）。
二、能耗电路部分
1、制动电阻RB 变频器在频率下降的过程中，将处于再生制动状态，回馈的电能将存贮在电容CF中，使直流电压不断上升，甚至达到十分危险的程度。RB的作用就是将这部分回馈能量消耗掉。一些变频器此电阻是外接的，都有外接端子（如DB＋，DB－）。
2、制动单元VB 由GTR或IGBT及其驱动电路构成。其作用是为放电电流IB 流经RB提供通路。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理
一、概述
变频器是一种电力电子设备，用于控制交流电机的转速和扭矩。它通过改变输
入电源的频率和电压来实现对电机的控制。本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、变频器主电路组成
1. 整流器：变频器主电路的第一部分是整流器，用于将交流电源转换为直流电源。常见的整流器包括单相整流桥和三相整流桥。
2. 中间电路：中间电路是变频器主电路的核心部分，用于储存和平滑直流电压。它通常由电容器和电感器组成。
3. 逆变器：逆变器将中间电路的直流电压转换为可变的交流电压。逆变器通常
采用高频开关器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
4. 控制电路：控制电路用于监测和控制变频器的输出电压和频率。它包括微处
理器、传感器和驱动电路等组件。
三、变频器主电路工作原理
1. 整流过程：交流电源进入整流器，经过整流器的整流作用，将交流电源转换
为直流电源。整流器的工作原理是利用二极管的单向导电特性，使得正半周的电流通过，负半周的电流被截断。
2. 中间电路充电：直流电源通过整流器后，进入中间电路进行充电。电容器和
电感器起到平滑和储存电能的作用，使得中间电路的电压保持稳定。
3. 逆变过程：中间电路充电完成后，直流电压进入逆变器。逆变器通过高频开关器件（如IGBT）将直流电压转换为可变的交流电压。逆变器的工作原理是通过控制开关器件的导通和截断时间，改变输出电压的波形和频率。
4. 控制过程：控制电路监测逆变器的输出电压和频率，并根据需要进行调节。控制电路通过微处理器、传感器和驱动电路等组件实现对变频器的精确控制。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理
一、概述
变频器是一种用于调节交流电动机转速的电子设备，主要由输入电源模块、整流滤波模块、逆变器模块和控制电路模块组成。本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、输入电源模块
输入电源模块主要由电源滤波器、整流桥和电容组成。交流电源经过电源滤波器进行滤波，去除杂散干扰，并提供稳定的直流电压给整流桥。整流桥将交流电转换为直流电，并通过电容进行滤波，使输出电压更加平稳。
三、整流滤波模块
整流滤波模块由电感和电容组成。交流电压经过电感，通过电容进行滤波，使输出电压更加平滑。同时，整流滤波模块还能对电流进行限制，保护电路。
四、逆变器模块
逆变器模块主要由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和电感组成。逆变器将直流电转换为交流电，并通过PWM（脉宽调制）技术来控制输出电压的幅值和频率。IGBT作为开关元件，通过不断地开关和关断，调节输出电压的大小和频率，实现对电机转速的调节。
五、控制电路模块
控制电路模块主要由微处理器、驱动电路和保护电路组成。微处理器负责接收用户输入的指令，根据指令调节逆变器模块的工作状态，控制电机的转速。驱动电路将微处理器的信号转换为逆变器模块的控制信号，控制IGBT的开关状态。保护
电路用于监测电流、电压和温度等参数，一旦超过设定值，会触发保护机制，保护变频器和电机的安全运行。
六、工作原理
当变频器接通电源后，输入电源模块将交流电转换为直流电，并通过整流滤波
模块进行滤波，得到稳定的直流电压。逆变器模块根据控制电路模块的指令，将直流电转换为可调节的交流电，并通过PWM技术控制输出电压的幅值和频率。控制
变频器主电路基本构成
变频器主电路基本构成
变频器的主电路主要由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关的帮助电路组成。下面我们将分别介绍这三部分电路。
1.整流电路
整流电路的主要作用是对电网的沟通电源进行整流后给逆变电路和掌握电路供应所需要的直流电源。在电流型变频器中整流电路的作用相当于一个直流电流源，而在电压型变频器中整流电路的作用则相当于一个直流电压源。依据所用整流元器件的不同，整流电路也有多种形式。
由于各种整流电路的基本工作方式和电路构成在很多参考书中都可以找到，在这里就不再赘述了。
2.直流中间电路
虽然利用整流电路可以从电网的沟通电源得到直流电压或直流电流，但是这种电压或电流含有频率为电源频率六倍的电压或电流纹波。此外，变频器逆变电路也将凶为输出和载频等缘由而产生纹波电压和电流，并反过来影响直流电压或电流的质量。因此，为了保证逆变电路和掌握电源能够得到较高质景的直流电流或电压，必需对整流电路的输出进行平滑，以削减电压或电流的波动。这就是直流中间电路的作用。而正由于如此，直流中间电路也称为平滑电路。
对电压型变频器来说，整流电路的输出为直流电压，直流中间电路则通过大容量的电容对输出电压进行平滑。而对电流型变频器来说，
整流电路的输出为直流电流，直流中间电路则通过大容量电感对输出电流进行平滑。
电压型变频器中用于直流中间电路的直流电容为大容量铝电解电容。为了得到所需的耐压值和容量，往往依据电压和变频器容量的要求将电容进行串联和并联使用。
当整流电路为二极管整流电路时，由于在电源接通时电容中将流过较大的充电电流（浪涌电流），有烧坏二极管以及影响处于同一电源系统的其他装置正常工作的可能，必需实行相应措施。
简述变频器主电路组成及各部分功能
简述变频器主电路组成及各部分功能
1、主电路
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
2、整流器
大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。
3、平波回路
在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。
4、逆变器
同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流
输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。
控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供
控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信
号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
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小孙学变频——第一讲变频器的主电路
小孙是蓝天公司的电气工程师，多年来从事电子设备的维修工作。近几年来，各种设备里应用的变频器越来越多，小孙被安排来专门从事变频器的调试和维护。
这一天，小孙从仓库里领出了一台变频器，打算配用到鼓风机上。按照规定，先通电测试一下。谁知一通电，就发现冒烟，立刻切断了电源。把盖打开后，发现有一个电阻很烫。小孙想，在开盖情况下再通电观察一次。这一回，电阻倒是不冒烟了，但不一会儿，变频器便因“欠压”而跳闸了。用万用表一量，那个电阻已经烧断了。
经人介绍，小孙找到了一位退休老高工张老师。
“你们那台变频器在仓库里存放了多长时间？”听完了小孙的情况介绍后，张老师问。
“大约一年多一点。”
“我知道了。”张老师胸有成竹地说。“在分析电阻冒烟的原因之前，先要弄清楚变频器里整流滤波电路的特点。”
“老师，我不大明白，变频器的中间为什么要加进一个直流电路呢？”
“好吧，那我们就先从交－直－交变频器的基本结构讲起。”张老师拿了一张纸，不紧不慢地画出了交－直－交变频器的框图，如图1－1所示，然后说：
“你瞧，电网的电压和频率是固定的。在我国，低压电网的电压和频率统一为380v、50hz，是不能变的。要想得到电压和频率都能调节的电源，必须自己‘变出来’，才便于控制。所谓‘变出来’，当然不可能象变魔术那样凭空产生出来，而只能从另一种能源变过来。这‘另一种能源’，便是直流电。
因此，交－直－交变频器的工作可分为两个基本过程：
（1）交－直变换过程
就是先把不可调的电网的三相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电。
（2）直－交变换过程
就是反过来又把直流电“逆变”成电压和频率都任意可调的三相交流电。
你方才说的那台变频器的问题，我的判断是出在‘交－直变换’里。我们就来讨论这部分电路吧。
图1－1 交－直－交变频器框图
1 交－直变换电路
“所谓交－直变换电路就是是整流和滤波。在低压电路里，哪种滤波方式效果最好？”老张又问。“应该是π形滤波。”小孙答。
“可是，变频器里却不能用π形滤波。”
图1－2 整流和滤波电路
（a）低压整流滤波电路（b）变频器整流滤波电路
1.1 变频器不用π形滤波
“为什么呢？”小孙真还没有想到过这样的问题，不觉来了精神。
“其实，你只要比较一下这两种整流滤波电路的区别就明白了。”张老师说着，随手就画出了两个整流滤波电路，如图1－2。然后说：
“瞧，π形滤波在电路里要串联一个电感l或电阻r的。不管串联什么，它总要产生一个电压降δu，使后面的电压ud2比前面的电压ud1小一点。这在低压电路里是没有关系的，如果觉得ud 2太小了，你可以在设计变压器时适当提高一点副方电压就可以了。”
“啊，我知道了。”小孙如梦初醒：“变频器前面没有变压器，不可能提高电压。可是，稍微有一点电压降不行吗？”
“不行！”张老师斩钉截铁地说。“因为变频器要求后面逆变出来的三相交流电，在50hz时的电压能够和前面的电源电压一般大。要是直流电压减小了的话，逆变出来的三相交流电压，在5 0hz时就达不到380v了。那人家就会说，你这个变频器不行，电压不够。所以，变频器里只能用电容器滤波。”
“好像是用两组电容器串联起来的，为什么呢？”小孙来了兴趣，努力思索着要主动地问一些问题。
“那是生产水平的问题。迄今为止，全世界生产的电解电容器的最高耐压，只有500v，而380v 全波整流后的峰值电压是537v。按照国家规定，电源电压的允许上限误差是＋10%，即418v，全波整流后的峰值电压是591v。此外，变频器在运行过程中允许的最高直流电压可达（700～800）v，而在逆变的过渡过程中，瞬间的直流电压甚至可能高达1000v呢。所以，只能用两组电容器串联来解决。”张老师回答说。
“还有，我曾打开变频器看过。每个电容器旁边，都并联一个电阻，好像叫均压电阻。可它们的
电阻值很大，约为几十kω，而瓦数却不大，好像只有10w左右，它们能起到均压作用吗？”小孙显露出一副疑惑的神情。
1.2均压电阻的学问
图1－3 滤波电容的均压电路
“那就让我们来看看吧。”张老师随手又画了一个图，如图1－3。接着说：
“图中，电容器c1的充电回路由c1和r c2构成；c2的充电回路由c2和r c1构成。r c1和r c2的电阻值是相等的：
r c1＝r c2
如果两个电容器组的电容量有差异，假设：
c1＜c2
则两个电容器组上的电压分配必不相等：
u c1＞u c2
而两个电容器的充电电流分别是：
很明显：
i r1＞i r2
这样，电容器c2上要多充一些电，u c2就得到了提高。结果是u c1和u c2趋向于均衡：
u c1≈u c2
当然，要绝对均衡是不可能的。至于瓦数么，你自己算一算看。”
小孙立即拿起笔来，刚要下笔，却又难住了，问：
“电压值按多大算呢？”
“每个电容器上的平均电压可以按300v算。”
“电阻么，好象是30 kω，这就好算了。”只见小孙在纸上算了起来：
“哟，还绰绰有余呢。”小孙说，“我以前总喜欢估计一个大概数据，很少具体计算。看起来，以后还是要算一算的好。
还有一个问题，那个冒烟的电阻是在整流桥和滤波电容之间的，这在低压整流电路里是没有的。它起什么作用呢？”
1.3限流电阻的作用
图1－4 整流电路的合闸
“就整流和滤波的基本过程而言，低压和高压是相同的。”张老师又画了个整流滤波电路，如图1－4，接着说：
“问题的关键，是合上电源前，电容器上是没有电荷的，电压为0v，而电容器两端的电压又是不能突变的。就是说，在合闸瞬间，整流桥两端（p、n之间）相当于短路。因此，在合上电源