变频器的主电路组成部分分析
2021.01.18变频器给负载提供调压调频电源的电力变换部分称为变频器的主电路。如图12 -3所示为典型的电压型变频器的主电路。其主电路由三部分构成,将工频电源变换为直流的整流器,吸收整流器、逆变器产生的电压脉动的平波回路,以及将直流变换为交流的逆变器。若系统的负载为异步电动机,在变频调速系统需要制动时,还需要附加制动回路。
(1) 整流器。变频器一般使用的是二极管整流器,如图12 -3所示,它与单相或三相交流电源相连接,将工频电源变换为直流电源。此外,也可用两组晶体管整流器构成可逆变整流器,由于可逆变整流器功率方向可逆,因此可以实现再生运行。
(2) 平波回路。整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压,而逆变器产生的脉动电流也可使直流电压变动。为了抑制电压波动可采用电感和电容吸收脉动电压(电流),一般通用变频器采用电容滤波平波电路。
(3) 逆变器。逆变器同整流器相反,是将直流变换为所要求的可变压变频的交流,逆变控制电路以所确定的时间控制6个开关器件导通、关断就可以在输出端得到三相变压变频交流输出。
(4) 制动回路。异步电动机负载在再生制动区域使用时(转差率为负),再生能量存储在平波回路电容器中,使直流环节电压升高。一般来说,由机械系统(含电动机)惯量积累的能量比电容能存储的能量大。为抑制直流电路电压上升,需采用制动回路消耗直流电路中的再生能量,制动回路也可采用可逆整流器将再生能量向工频电网反馈。
(5)限流电路。限流电路由图12 -3中限流电阻R及开关K构成,由于上电瞬间滤波电容端电压为零,上电瞬间电容充电电流较大,过大的电流可能会损坏整流电路。为保护整流电路在变频器上电瞬间将限流电阻串联到直流回路中,可当电容充电到一定时间后通过开关K将电阻短路。
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