交一直一交变频器主回路详解

交一直一交变频器——PWM电压型变频器的主电路
    　目前，市场上供应的变频器主要采用PWM电压型交一直一交变频器。PWM电压型交一直交变频器主电路如图5. 27所示。其结构与主要功能说明如下。

交一直部分

 (1)整流管VD1～VD6
  VD1～VD6组成三相整流桥，将电源三相交流整流成直流。
 (2)滤波电容器Cd
  ①滤平全波整流后的电压纹波；
  ②当负载变化时，使直流电压保持平稳。
 (3)限流电阻RL与开关SL
　　当变频器刚合上电源的瞬间，滤波电容器Cd的充电电流很大，过大的冲击电流将可能使三相整流桥的二极管损坏。为了保护整流桥，在变频器刚接通电源后的一段时间里，电路内串入限流电阻RL，其作用是将电容器Cd的充电电流限制在容许范围以内。
　　开关SL的功能是：当Cd充电到一定程度时，令开关SL接通，将限流电阻RL短路掉。
　　在许多新系列的变频器里，SL已由晶闸管代替，如图5．27中虚线所示。
 (4)电源指示HL
　　HL除了表示电源是否接通以外，还有一个十分重要的功能，即在变频器切断电源后，表示滤波电容器Cd上的电荷是否已经释放完毕。

直一交部分

(1)逆变管VT1～VT6

    　VT1～VT6组成逆变桥，把VD1～VD6整流所得的直流电，再逆变成频率可调的交流电。这是变频器实现变频的具体执行环节，是变频器的核心部分。
   　 当前常用的逆变管有IGBT、GTR、GTO等。

(2)续流二极管VD7～VD12

    ①电动机的绕组是电感性的，其电流具有无功分量。VD7～VD12为无功电流返回直流电源时提供通道。
    ②当频率下降，电动机处于再生制动状态时，再生电流将通过VD7～VD12返回给直流电路。
    ⑧VT1～VT6进行逆变的基本工作过程是，同一桥臂的两个逆变管，处于不停的交替导通和截止的状态。这种交替导通和截止的换相过程中，也不时地需要VD7～VD12提供通路。

(3)缓冲电路(C01～C06.R01～R06、VDO1～VD06)

   　 不同型号的变频器中，缓冲电路也不尽相同。图5.27所示是比较典型的一种。其功能如下：

①C01～C06
 　 逆变管VT1～VT6每次由导通状态切换成截止状态的关断瞬间，集电极(C极)和发射极（E极）间的电压UCE将迅速地从OV上升到直流电压UD，过高的电压变化率警将导致逆变管损坏。通过C01～C06的充电来减小在每次关断时的电压变化率。
 ②R01～R06
   　 逆变管VTi～VTe每次由截止状态切换成导通状态的瞬间，C01～C06上所充的电压(等于UD)将向VT1～VT6放电。此放电电流的初始值将很大，并且将叠加到负载电流上，导致VT1～VT6过载而损坏。因此，R01～R06的功能是限制逆变管在接通瞬间Coi～C06的放电电流。

(4) VD01～VD06

  　  R01～R06的接人，又会影响C01～C06在VT1～VT6关断时减小电压变化率的效果。VD01～VD06接人后，在VT1～VT6的关断过程中，使R01～R06不起作用；而在VT1～VT6的接通过程中，又迫使C01～C06的放电电流流经R01～R06。

制动电阻和制动单元

(1)制动电阻RB
    　电机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压UD不断上升，甚至可达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路的能量消耗掉，使UD保持在容许范围内。制动电阻RB就是用来消耗这部分能量的。

(2)制动单元VB
   　 制动单元VB由大功率晶体管及其驱动电路构成。其功能是为制动电流IB流经RB提供通路。