不同系列交-直-交變頻器內(nèi)部的主體電路基本相同,,變頻調(diào)速過程中出現(xiàn)的許多現(xiàn)象,,都可通過主體電路來進(jìn)行分析。因此,,熟悉主體電路的結(jié)構(gòu),,透徹了解各部分的原理,具有十分重要的意義,。 一,、 交直變換 交-直變換電路就是整流和濾波電路,,其任務(wù)是把電源的三相(或單相)交流電變換成平穩(wěn)的直流電。由于整流后的直流電壓較高,,且不允許再降低,,因此,在電路結(jié)構(gòu)上具有特殊性,。 1,、波整流電路 在SPWM變頻器中,大多采用橋式全波整流電路,。在中,、小容量的變頻器中,整流器件采用不可控的整流二極管或二極管模塊,,如圖中的VD1~VD6所示,。 當(dāng)三相線電壓為380V時(shí),整流后的峰值電壓為537V,,平均電壓為515V,。 2、濾波及限流電路 (1)濾波電路,,即圖中的CF1和CF2,。由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制,濾波電路通常由若干個(gè)電容器并聯(lián)成一組,,又由兩個(gè)電容器組CF1和CF2串聯(lián)而成,。因?yàn)殡娊怆娙萜鞯碾娙萘坑休^大的離散性,故電容器組CF1和CF2的電容量常不能完全相等,。其結(jié)果是各電容器組承受的電壓UD1和UD2不相等,,使承受電壓較高一側(cè)的電容器組容易損壞。 為了使UD1和UD2相等,,在CF1和CF2旁備并聯(lián)一個(gè)阻值相等的均壓電阻RC1和RC2,。 (2)限流電路,即圖中,,串接在整流橋和濾波電容器之間,,由限流電阻RL和短路開關(guān)SL組成的并聯(lián)電路。 限流電阻RL的作用是:變頻器在接入電源之前,,濾波電容CF上的直流電壓UD=0,。因此,當(dāng)變頻器剛接入電源的瞬間,,將有一個(gè)很大的沖擊電流經(jīng)整流橋流向?yàn)V波電容,,使整流橋可能因此而愛到損壞。如果電容器的容量很大,,還會(huì)使電源電壓瞬間下降而形成對(duì)電網(wǎng)的干擾,。限流電阻RL就是為了削弱該沖擊電流而串接在整流橋和濾波電容之間的,。 短路開關(guān)SL的作用是:限流電阻RL如常期接在電路內(nèi),會(huì)影響直流電壓UD和變頻器輸出電壓的大小,。所以,,當(dāng)UD增大到一定程度時(shí),令短路開關(guān)SL接通,,把RL切出電路,。SL大多由晶閘管構(gòu)成,在容量較小的變頻器中,,也常由接解器或繼電器的觸點(diǎn)構(gòu)成,。 3、電源指示 電源指示燈HL除了表示電源是否接通外,,還有一個(gè)十分重要的功能,,即在變頻繁器切斷電源后,表示濾波電容器CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢,。 由于CF的容量較大,,而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行,所以CF沒有快速放電的回路,,其放電時(shí)間往往長達(dá)數(shù)分鐘。又由于CF上的電壓較高,,如不放完,,對(duì)人身安全將構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí),,必須等HL完全熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分,,所以,HL也具有提示保護(hù)的作用,。 二,、 直交變換 1、三相逆變橋電路 逆變橋電路的功能是把直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電,,其工作原理在緒論中已經(jīng)說明,。 逆變橋電路由圖中的開關(guān)器件V1~VD6構(gòu)成。目前中小容量的變頻器中,,開關(guān)器件大部分使用IGBT管,。 2、續(xù)流電路 由圖中的VD7~VD12構(gòu)成,。其功能是: (1) 為電動(dòng)機(jī)繞組的無功電流返回直流電路時(shí)提供通路,。 (2) 當(dāng)頻率下降從而同步轉(zhuǎn)速下降時(shí),為電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋至直流電路提供通路,。 (3) 為電路的寄生電感在逆變過程中釋放能量提供通路,。 3,、緩沖電路(R01~R06、C01~C06,、VD01~VD06) 逆變管在關(guān)斷和導(dǎo)通的瞬間,,其電壓和電流的變化率是很大的,有可能使逆變管受到損害,。因此,,每個(gè)逆變管旁還應(yīng)接入緩沖電路,以減緩電壓和電流的變化率,。緩沖電路的結(jié)構(gòu)因逆變管的特性和容量等的不同而有較大差異,,圖所示是比較典型的一種。各元件的功能如下: (1) 電容C01~C06,。逆變管V1~V6每次由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成截止?fàn)顟B(tài)的過程中,,集電極(C極)和發(fā)射極(E極)之間的電壓UCE將極為迅速地由近乎0V上升至直流電壓值UD。在此過程中,,電壓增長率是很高的,,將容易導(dǎo)致逆變管損壞。C01~C06的功能便是減小V1~V6在關(guān)斷時(shí)的電壓增長率,。 (2) 電阻R01~R06,。V1~V6每次由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),C01~C06上所充的電壓(等于UD)將向V1~V6放電,。放電電流的初始值是很大的,,并且將迭加到負(fù)載電流上,導(dǎo)致V1~V6損壞,。電阻R01~R06就是用來限制C01~C06對(duì)V1~V6的關(guān)斷過程中,,使R01~R06不起作用。 三,、 能耗制動(dòng)電路 1,、耗制動(dòng)電路的作用 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)的降速和停機(jī),,是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的,。在頻率剛減小的瞬間,電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降,,而由于機(jī)械慣性的原因,,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí),,轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的方向相反了,,轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了π(180°),使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),也稱為再生制動(dòng)狀態(tài),。 電動(dòng)機(jī)再生的電能經(jīng)圖中的續(xù)流二極管(VD7~VD12)全波整流后反饋到直流電路中,,由于直流電路的電能無法回輸給電網(wǎng),只能由CF1和CF2吸收,,使直流電壓升高,,稱為“泵升電壓”。過高的直流電壓將使變流器件受到損害,。因此,,當(dāng)直流電壓超過一定值時(shí),就要求提供一條放電回路,,將再生的電能消耗掉,。這一條放電回路,就是能耗制動(dòng)電路,。 2,、能耗電路的構(gòu)成 能耗電路由制動(dòng)電阻RB和制動(dòng)單元BV構(gòu)成,如圖所示,。 制動(dòng)電阻RB用于消耗掉直流電路中的多余電能,,使直流電壓保持平穩(wěn)。 制動(dòng)單元BV的功能是控制放電回路的工作,。具體地說,,當(dāng)真流回路的電壓UD超過規(guī)定的限值時(shí),VB導(dǎo)通,,使直流回路通過RB釋放能量,,降低直流電壓。而當(dāng)UD在正常范圍內(nèi)時(shí),,VB將可靠截止,,以避免不必要的能量損失,。 四,、 主電路 將上述各部分電路匯總后成為主電路,如圖所示,。 |
|