变频电源篇

L.变频电源篇

变频电源

培

训

资

料

常用概念的认知

、什么是“整流”、“逆变”、“DOUBLE CONVERSION ”、“PWM ”、“IGBT ”

? 、 -

整流：

整流即是将交流电转换成直流电的过程。 逆变：

逆变即是将直流电转变成交流电的过程。 DOUBLE CONVERSION ：

即双重变流逆变，先将交流电转换成直流电，再由直流电转变成交流电的过程。又可称为波形再造。 PWM ：

全称Pulse Width Modulation －脉冲宽度调制，是指将一个波形切割成一系列幅值相等而宽度不等的脉冲，用这些脉冲来替代所需的波形。 IGBT ：

全称Insulated Gate Bipolar Transistor －绝缘栅极双极型晶体管，是双极型电力晶体管和MOSFET 的复合。

其中： G －E 之间为MOSFET 结构及特性。

C －E 之间为三极管结构及特性。并有反馈能量用的二极管。 C －E(顺向)，C －G ，G －E 之间皆为高阻抗。 E －C(逆向)，之间为二极管的特性。

电力晶体管的饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大。MOSFET 的输入阻抗高，驱动功率很小，但耐压低，载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。可用于高频PWM （一般为10KHZ 〜20KHZ ）。

、为何使用变频电源

?

、 - 由于世界各国电网指标不统一，出口电器厂商需要电源模拟不同国家的电网状况，进口原装电器、设备等，用户也需要能对我国电网进行变压、变频的电源，以保证进口设备

的正常运转。过去通常采用发电机达到上述目的，但发电机效率低、噪声大、费用大、稳定性差，并且带有一定的环境污染，由于上述诸多缺点，现逐渐被变频电源所代替。

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、变频电源分类?

、-目前，市场上的变频电源从原理上讲大致分以下几种：

1.第一种是采用智能控制下的正弦脉宽调制和IGBT驱动，其特点是功率大、效率高

（大于85%）、体积小、稳定性好。

2.第二种是采用线性放大式的变频电源，其特点是功率小、精度高、干扰小。

3.第三种是可控硅逆变器，其波形系数及电子兼容性好，但带非线性负载能力差，不

能承受三相不平衡负载。

4.其他还有通过交流电机或以齿轮啮合实现变频功能的变频电源。

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产品原理说明:

电晶体放大式变频器原理框图

其工作原理是先将输入交流电整流后变为直流，通过晶振输出分频后得到的正弦波直接通过电晶体（三极管）进行放大输出。通过回授电路控制基准正弦波的幅值来调节输出电压大小，并通过改变正弦波发生器输出正弦波信号的频率来实现输出电压频率的调节。

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IGBT式系统原理图：

市电通过输入隔离变压器后经由整流模块及直流电容滤波后生成稳定的直流电，由PWM产生的脉冲序列（疏密波）信号通过前端841驱动电路放大后来控制IGBT对整流后产生的直流电进行逆变，通过输出变压器升压，再经由交流电容滤波生成正弦交流电后输出。

控制回路通过对PWM中调制信号（正弦波）频率的改变，以及对正弦波的幅值进行调整进而改变调制后的疏密波占空比，从而改变输出交流电的频率及电压的大小。

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IGBT式整体功能方块图

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功能方块图原理说明

1.电力输入：自电源端点接至设备之输入端子盘。

2.输入开关（空开）：控制市电是否输入。

3.跳脱开关（接触器）：防止电路、组件受突波、涌浪电压冲击，以及输出过载，过温之保

护跳脱。

4.整流滤波：将输入交流电源转换成稳定直流。

5.OSC频率切换：固定频率及可调频率之选择切换。

6.频率合成：固定频率及可调频率之信号处理。

7.正弦波产生器：产生波形合成所需之正弦波形。

8.三角波产生器：产生波形合成所需之三角波形（10KHz）。

9.波形合成：经由正弦波产生器与三角波产生器，所产生的正弦波与三角波，来合成PWM

做调变。

10.驱动电路：将PWM信号放大以驱动IGBT功率组件。

11.IGBT主动功率组件：对直流电压进行逆变，产生输出电压（由PWM信号驱动）。

12.变压滤波：将IGBT的输出电压升压滤波后输出。

13.输出：输出电压至输出端子盘。

14.V、A、Hz显示：输出电压、电流及频率数字显示。

15.电压回授：稳定输出电压振幅（通过改变波形合成时的基准电平）。

16.过载检测：传回过载信号至控制电路，使电源作跳脱保护。

17.过温度检测：传回过温度信号至控制电路，使电源作跳脱保护。

18.FUSE断电检测：传回FUSE断电信号至控制电路，使电源作跳脱保护。

19.激活/跳脱保护控制电路：接收过载、过温度及FUSE断电等检测信号，以此判断是否作

为保护，自动跳脱。

20.ALARM：过载、过温度及FUSE断电等状况发生时，所传出的报警声。

21.重置激活：当装备自动切断、跳脱保护时，按一下重置开关，来重置激活。

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IGBT 式系统流程图：

利用二极管构成的三相桥式全控整流电路进行整流，整流桥后端再与大容量电容相连，滤除直流电路中的纹波。

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驱动电路

控制系统信号产生电路保护功能

显示模块

下图为AFC机器中的整流滤波模块：

根据客户的需要可以利用隔离变压器和二极管构成的十二相全桥电路进行整流。有利于减少对输入电网的干扰，改善电流波形，校正输入功率因素；同时保证整流输出直流稳定。

十二相整流器电路是由△/△接法和△/Y接法两个三相桥式整流电路叠加而成的。对负载而言，两组整流臂相串联。三角形绕组的线电压ea1b1、eb1c1、ec1a1分别与星形绕组的相电压ea0、eb0、ec0同相，星形绕组的线电压eab、ebc、eca分别比三角形绕组的线电压超前30°。

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