
一、变频器的分类
变频器有很多种分类方法。这里介绍两种分类方法,一种是按照工作电源的电压等级分类,另一种是按照内部DC电源的性质分类。
变频器按工作电源的电压等级分类,有高压和低压两大类。高压变频器的电压等级为6kV和10kV。低压变频器的电压等级为380V,在一些特殊场合也使用660V和1140V的电压等级。
变频器的输入输出通常为三相交流电,但少数小功率变频器采用单相输入三相输出的结构。
根据DC内部电源的性质,变频器分为电压型变频器和电流型变频器。
电压源逆变器的电路结构示意图如图1所示。其中间DC环节由大电容c滤波,电容在充放电过程中可以储存或释放电场能量;因此,DC环节的电压UD比较稳定,内阻小,相当于一个电压源,常用于负载电压变化较大的场合。
电流型逆变器的电路结构示意图见图2。中间DC环节采用电抗器作为储能元件进行滤波,DC电流相对稳定。这个DC环节的滤波元件电感L会对DC电路中的交流纹波表现出很大的电感,具有很好的滤波效果,具有近似电流源的特性。因此,使用这种DC环节的变频器称为电流源变频器。它常用于负载电流变化很大的情况。
二、变频器内部主电路
目前常用的变频器大多采用“交流-DC-交流”电路结构,其内部主电路由整流器、滤波器和逆变器组成,如图3所示。三相交流电源从变频器的R、S、T端子输入,由二极管D1-D6组成的三相整流桥整流成DC,电压为UD。电容器C1和C2是滤波电容器。六个IGBT管V1 ~ V6组成三相逆变桥,将直流电转换成频率和电压可调的三相交流电,送至负载电机。
在图3的电路图中,串联使用两个滤波电容器C1和C2来提高它们的耐压。电容两端并联一个电阻,其中电阻R1与电容C1并联,电阻R2与电容C2并联。这两个电阻称为均压电阻。它们的作用是使两个电容器上的电压基本相等,防止电容器在工作过程中损坏。在制造diangon.com电容器时,由于材料、工艺等原因,每个电容器产品都不可避免地存在不同的漏电阻。这两个漏电阻串联在一起,分压UD,会使每个电容承受不相等的电压,甚至使电压较高的电容击穿。电阻器R1和R2与电容器并联可以有效地解决这个问题。均衡电阻器R1和R2的电阻值的选择比电容器的泄漏电阻小得多。电阻值较小的均衡电阻与电阻值较大的泄漏电阻并联,并联电阻值基本取决于电阻值较小的均衡电阻。这样,只要电阻器R1和R2选择相同的电阻值,就可以保证每个滤波电容器两端的电压大致相等,从而保证电容器的运行安全。
电阻器R和一对接触器触点KM连接在整流桥和滤波电容器之间,并且一些逆变器将电阻器R与IGBT管并联,具有相同的机制。逆变器刚接通时,滤波电容上的电压为0V,电源电压为380V时整流电压的峰值为537V(380V有效值的倍数),所以在接通电源的瞬间会有很大的充电冲击电流,可能会损坏整流二极管;另外,端电压为0的滤波电容会瞬间将整流电压降低到0V,对供电网络产生干扰。为了解决上述问题,在整流桥和滤波电容之间连接一个限流电阻R,可以将滤波电容的充电电流限制在允许的范围内。但如果电路中一直接限流电阻R,其压降会影响变频器的输出电压,也会降低变频器的功率转换效率。因此,滤波电容充电后,限流电阻R会被接触器KM的触点短路或通过控制电路接通IGBT,可使限流电阻退出工作。










