变频器初级培训系列之一 变频器主电路.ppt

变频器主电路变频调速初级培训系列之一 简介 本节目标： 了解变频器主电路中，交流-直流变换实际电路的知识 了解变频器使用的一些常识 目录 整流电路的结构 变频器的滤波电路 均压电阻的选择 限流电阻的作用 主控板上的指示灯 变频器基础知识—背景 小孙是某公司的电气工程师，多年来从事电子设备的维修工作。 一天，小孙从仓库里领出了一台变频器，打算配用到鼓风机上。 按照规定，先通电测试一下。谁知一通电，就发现冒烟，立刻切断了电源。把盖打开后，发现有一个电阻很烫。 小孙想在开盖情况下再通电观察一次。这一回，电阻倒是不冒烟了，但不一会儿，变频器便因“欠压”而跳闸了。用万用表一量，那个电阻已经烧断了。 　　经人介绍，小孙找到了一位高工张老师。 　　“你们那台变频器在仓库里存放了多长时间？”听完了小孙的情况介绍后，张老师问。 　　“大约一年多一点。” 　　“我知道了。”张老师胸有成竹地说。“在分析电阻冒烟的原因之前，先要弄清楚变频器里整流滤波电路的特点。” 　　“老师，我不大明白，变频器的中间为什么要加进一个直流电路呢？” 交－直－交变频器的基本结构 电网的电压和频率是固定的。在我国，低压电网的电压和频率统一为380V、50Hz，是不能变的。 要想得到电压和频率都能调节的电源，必须自己‘变出来’，才便于控制。不能凭空而变，只能从另一种能源变过来。这‘另一种能源’，便是直流电。 交－直－交变频器的基本结构 因此，交－直－交变频器的工作可分为两个基本过程： 　　（1）交－直变换过程 　　就是先把不可调的电网的三相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电。 　　（2）直－交变换过程 　　就是反过来又把直流电 “逆变”成电压和频率都任意可调的三相交流电。 刚才说的那台变频器的问题，判断是出在哪里？ 1．交－直变换电路 “所谓交－直变换电路就是整流和滤波。 在低压电路里，哪种滤波方式效果最好？” ? “应该是π形滤波。” “可是，变频器里却不能用π形滤波。” “只要比较一下这两种整流滤波电路的区别就能明白！”? 滤波电路 稳压电源用π形滤波 π形滤波在电路里要串联一个电感L或电阻R的。不管串联什么，它总要产生一个电压降ΔU，使后面的电压UD2比前面的电压UD1小一点。 这在低压电路里是没有关系的，如果觉得UD2太小了， 可以在设计变压器时适当提高一点副方电压就可以了。” 滤波电路 变频器不用π形滤波 变频器前面没有变压器，不可能提高电压。 “可是，稍为有一点电压降不行吗？“ 不行！因为变频器要求后面逆变出来的三相交流电，在50Hz时的电压应该和前面的电源电压一样大。 所以，变频器里只能用电容器滤波。 滤波电路—串联电容 “好象是用两组电容器串联起来的，为什么呢？” 主要是生产水平的问题！目前普通电解电容器的最高耐压只有500V左右。 而380V全波整流后的峰值电压是 537V。按照国家规定，电源电压的允许上限误差是＋10%，即418V，全波整流后的峰值电压是591V。 此外，变频器在运行过程中允许的最高直流电压可达（700～800）V。 所以，只能用两组电容器串联来解决。 均压电阻 打开变频器，每个电容器旁边，都并联一个电阻，叫均压电阻。 它们的电阻值很大，约为几十kΩ，而瓦数却不大，好象只有10W左右，它们怎么起到均压作用？ 均压电阻的作用 图中RC1和RC2的阻值相等 如果两个电容器组上的电压不相等 两个电容的充电电流为： 这样，电容器C2上要多充一些电，UC2就得到了提高。结果是UC1和UC2趋向于均衡 均压电阻的瓦数 均压电阻的功率如何选择？ “电压值按多大算呢？” “每个电容器上的平均电压按300V算。” “电阻呢？要大些还是小些？ 选择30 kΩ 实际电路中10W是绰绰有余！电路参数的选择，都是有据可依的！ 限流电阻的作用 回到最初的问题，那个冒烟的电阻是在整流桥和滤波电容之间的，这在低压整流电路里是没有的。它起什么作用？ 这需要从整流和滤波的基本过程来分析！ 合上电源前，电容器上是没有电荷的，电压为0V，而电容器两端的电压又是不能突变的。 就是说，在合闸瞬间，整流桥两端（P、N之间）相当于短路。 限流电阻的作用 因此，在合上电源时，就出现了两个问题： 第一个问题，是有很大的冲击电流，如图中的曲线①，这有可能损坏整流管。 第二个问题，是进线处的电压将瞬间下降到0V，如图中之曲线②所示。 限流电阻的作用 这两个特点，高、低压整流电路完全一样。 低压整流电路是要通过变压器来降压的。变压器的绕组是一个大电感，能对合闸时的冲击电流起到限制作用，如图（a）中的曲线①。 限流电阻的作用 而变频器的整流电路中，就没有这样的屏障，冲击电流就要严重得多，如图（b）中之曲线