第1章　变频器基本知识

1.什么是变频器？其基本构成是怎样的？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率电源的电能控制装置。通俗地说，它是一种能改变施加于交流电动机的电源频率值和电压值的调速装置。

变频器是现代最先进的一种异步电动机调速装置，能实现软启动、软停车、无级调速以及特殊要求的增、减速特性等，具有显著的节电效果。它具有过载、过压、欠压、短路、接地等保护功能，具有各种预警、预报信息和状态信息及诊断功能，便于调试和监控，可用于恒转矩、平方转矩和恒功率等各种负载。

变频器由电力电子半导体器件（如整流模块、绝缘栅双极晶体管IGBT）、电子器件（集成电路、开关电源、电阻、电容等）和微处理器（CPU）等组成。其基本构成如图1-1所示，基本结构原理框图如图1-2所示。

图1-1　变频器的基本构成（交—直—交变频器）

图1-2　变频器的基本结构原理框图

变频器由主电路、控制电路、操作显示电路和保护电路4部分组成。

（1）主电路

给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分称为主电路。主电路包括整流器、直流中间电路和逆变器。

①整流器。它由全波整流桥组成，其作用是把工频电源变换成直流电源。整流器的输入端接有压敏电阻网络，保护变频器免受浪涌过电压及大气过电压冲击而损坏。

②直流中间电路。由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载，因此在直流中间电路和电动机之间总会有无功功率交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件——电容器或电感器来缓冲。另外，直流中间电路对整流器的输出进行滤波，以减小直流电压或电流的波动。在直流电路里设有限流电路，以保护整流桥免受冲击电流作用而损坏。制动电阻是为了满足异步电动机制动需要而设置的。

③逆变器。它与整流器的作用相反，是将直流电源变换成频率和电压都任意可调的三相交流电源。逆变器的常见结构是由6个功率开关器件组成的三相桥式逆变电路。它们的工作状态受控于控制电路。

（2）控制电路（主控制电路CPU）

控制电路由运算放大电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路等构成，一般采用微机进行全数字控制，主要靠软件完成各种功能。

（3）操作显示电路

这部分电路用于运行操作、参数设置、运行状态显示和故障显示。

（4）保护电路

这部分电路用于变频器本身保护及电动机保护等。