2017-08-02
常州金壇偉創(chuàng)變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。簡言之，常州金壇偉創(chuàng)變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護等功能。實現(xiàn)電機的變速運行的設備。常州金壇偉創(chuàng)變頻器實際上就是一個整流逆變器。它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟姡缓笥秒娮釉χ绷麟娺M行開關變?yōu)榻涣麟姟Ｒ话愎β瘦^大的常州金壇偉創(chuàng)變頻器用可控硅，并設一個可調(diào)頻率的裝置，使頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào).用來控制電機的轉(zhuǎn)數(shù)，使得轉(zhuǎn)數(shù)在一定的范圍內(nèi)可調(diào)。
如圖1所示，常州金壇偉創(chuàng)變頻器一般由整流電路、直流中間電路、逆變電路、控制電路等幾大部分構(gòu)成。
常州金壇偉創(chuàng)變頻器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成
圖1 常州金壇偉創(chuàng)變頻器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成
其中控制電路完成對主電路的控制，整流電將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制常州金壇偉創(chuàng)變頻器這種需要大量運算的常州金壇偉創(chuàng)變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應的電路。
1.整流電路
它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動的直流電壓。目前大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。
2.中間電路
在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。有以下三種作用：
a.使脈動的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。
b.通過開關電源為各個控制線路供電。
c.配置濾波或制動裝置以提高常州金壇偉創(chuàng)變頻器性能。
常州金壇偉創(chuàng)變頻器電路構(gòu)成
常州金壇偉創(chuàng)變頻器電路構(gòu)成
3.逆變電路
將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。
4.控制電路
控制電路有：給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。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。
（1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
（2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
（3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。
（4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。
（5）保護電路：檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
主要功能是：
a.利用信號來開關逆變器的半導體器件。
b.提供操作常州金壇偉創(chuàng)變頻器的各種控制信號。
c.監(jiān)視常州金壇偉創(chuàng)變頻器的工作狀態(tài)，提供保護功能。
隨著我國節(jié)能行業(yè)的加速發(fā)展以及工業(yè)自動化程度的不斷提高，常州金壇偉創(chuàng)變頻器也將得到了更為廣泛的應用。
通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器的基本結(jié)構(gòu)
摘要:通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器的基本結(jié)構(gòu)主要由主電路（包括驅(qū)動電路）、控制電路、信號采樣電路、信號處理與故障保護電路、外部接口電路與電源電路等組成。
通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器的基本結(jié)構(gòu)主要由主電路（包括驅(qū)動電路）、控制電路、信號采樣電路、信號處理與故障保護電路、外部接口電路與電源電路等組成。
主電路
主電路主要由整流電路、中間直流環(huán)節(jié)和逆變器三部分組成。
整流電路一般采用整流二極管組成的三相或單相整流橋。小功率通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器整流橋輸入多為單相220V，較大功率的整流橋輸入一般均為三相380V或440V。
整流電路輸出的脈動整流電壓，必須加以濾波。由于其后續(xù)的逆變器是PWM電壓型逆變器，故需采用大電容Cd與小電感Ld相互配合進行濾波。大濾波電容Cd還兼有補償無功功率的作用；而電感厶則有限制電流i和限制出di/dt的作用？另外電感Ld還能改善常州金壇偉創(chuàng)變頻器的功率因數(shù)。為避免大電容Cd在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，一般還要在直流回路串入一個限流電阻Ro，剛通電時，它限制瞬間充電電流，待幾十毫秒后，充電電流減小再由開關K加以短接，以免影響電路正常工作。開關K可以是接觸器觸頭，也可以是功率開關器件，如晶閘管等。
根據(jù)輸出的需要，逆變器可以是三相或單相。常見的通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器一般都是三相逆變器。逆變器的開關元件目前大都采用高速全控型器件IGBT。這些功率開關器件受來自控制電路的PWM信號的控制而通斷，將直流母線電壓變成按一定規(guī)律變化的PWM電壓驅(qū)動電動機。
通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器在直流環(huán)節(jié)處專門設置了泵升電壓吸收電路TB，以消除電動機再生制動工況下向電源一側(cè)回饋能量引起的直流母線電壓異常升高現(xiàn)象。
當有快速減速要求時，將定子頻率f1迅速減小，而感應電動機及其負載由于慣性很容易使轉(zhuǎn)差頻率s<0，電動機進入再生制動，電流經(jīng)逆變器的續(xù)流二極管整流成直流對濾波電容充電。因通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器的整流橋是由單向?qū)щ姷亩O管組成，不能吸收電動機回饋的電流，因此，若電動機原來的轉(zhuǎn)速較高，再生制動時間較長，直流母線電壓會一直上升到對主電路開關元件和濾波電容形成威脅的過高電壓，即所謂的泵生電壓。
通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器一般通過制動電阻RB來消耗這些能量，即將一個大功率開關器件TB和一個制動電阻RB相串聯(lián)，跨接在中間直流環(huán)節(jié)正、負母線兩端。大功率開關器件TB一般裝在常州金壇偉創(chuàng)變頻器機箱內(nèi)，而制動電阻Rb通常作為附件放在機箱外。當直流電壓達到一定值時，該大功率開關器件被導通，制動電阻就接人電路，從而消耗掉電動機回饋的能量，以維持直流母線電壓基本不變。
控制電路
這是通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器中最復雜、最關鍵的部分?，F(xiàn)代通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器的控制電路大都是以高性能微處理器和專用大規(guī)模，一旦電動機過熱，過熱保護繼電器動作，立刻封鎖逆變器PWM信號并斷開電動機電路。
外部接口電路
這部分電路主要是指從外部電路輸入控制信號，或?qū)⒊Ｖ萁饓瘋?chuàng)變頻器的正常運轉(zhuǎn)信號（如頻率、電壓、電流等）或故障信號輸出供外部電路使用，或?qū)⑥D(zhuǎn)速等信號反饋至常州金壇偉創(chuàng)變頻器以構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)的輸入和輸出接線端子。
控制電源與驅(qū)動電源
現(xiàn)代通用常州金壇偉創(chuàng)變頻器已大多采用開關穩(wěn)壓電源作控制及驅(qū)動電源。使用開關穩(wěn)壓電源有許多好處，它不但體積小，而且可在輸入電源、電壓大幅度變化情況下使輸出電壓仍然穩(wěn)定，常州金壇偉創(chuàng)變頻器運行可靠。
另外，常州金壇偉創(chuàng)變頻器中間直流環(huán)節(jié)的直流電壓也可為開關電源供電，這就避免了因交流電源瞬時斷電而引起控制系統(tǒng)功能紊亂的現(xiàn)象。