電壓型變頻器主電路包括:整流電路、中間直流電路、逆變電路三部分組成。
1.整流電路
VD1-VD6組成三相不可控整流橋,220V系列采用單相全波整流橋電路;380V系列采用橋式全波整流電路。若電源線電壓為UL,三相全橋整流后平均直流電壓UD=1.35UL,直流母線電壓為535V。
2.濾波電路
整流后的電壓為脈動電壓,須加以濾波。濾波電容CF除濾波作用外,還在整流與逆變之間起去耦作用,消除干擾,給電機感性負載提供必要的無功功率。由于該大電容儲存能量,在斷電的短時間內(nèi)電容兩端存在高壓電,因而要在電容充分放電后才可進行操作。
限流電阻的作用:由于儲能電容較大,接入電源時電容兩端電壓為零,因而在上電瞬間濾波電容CF的充電電流很大,過大的電流會損壞整流橋二極管,為保護整流橋,上電瞬間將充電電阻RL串入直流母線中以限制充電電流,當(dāng)CF充電到一定程度時由開關(guān)SL將RL短路。
3.制動電阻RB和制動單元VB
電機在工作頻率下降中,異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將可能超過此時的同步轉(zhuǎn)速(n=60f/P)而處于再生制動(發(fā)電)狀態(tài),拖動系統(tǒng)的動能將反饋到直流電路中使直流母線(濾波電容兩端)電壓UD不斷上升(即所說的泵升電壓),這樣變頻器將會產(chǎn)生過壓保護,甚至可能損壞變頻器,因而需將反饋能量消耗掉,制動電阻就是用來消耗這部分能量的。制動單元由開關(guān)管與驅(qū)動電路構(gòu)成,其功能是用來控制流經(jīng)RB的放電電流IB
4.逆變電路
逆變管V1-V6組成逆變橋?qū)⒅绷麟娔孀兂深l率、幅值都可調(diào)的交流電,是變頻器的核心部分。常用逆變模塊有GTO、IGBT、IGCT等,一般都采用模塊化結(jié)構(gòu),有2單元、4單元、6單元等。
續(xù)流二極管D1-D6主要作用
(1)電機繞組為感性具有無功分量,D1-D6為無功電流返回到直流電源提供通道;
(2)當(dāng)電機處于制動狀態(tài)時,再生電流通過D1-D6返回直流電路;
(3)V1-V6進行逆變過程是同一橋臂兩個逆變管不停地交替導(dǎo)通和截止,在換相過程中也需要D1-D6提供通路。
緩沖電路作用
由于逆變管V1-V6每次由導(dǎo)通切換到截止?fàn)顟B(tài)的瞬間,C極和E極間的電壓將由近乎0V上升到直流電壓值UD,過高的電壓增長率可能會損壞逆變管,吸收電容的作用便是降低V1-V6關(guān)斷時的電壓增長率。