Question

变频器主电路由什么组成

Answer 1

1变频器主电路

问题1一般来说，变频器内部主电路是如何构成的？

1)低压中小容量变频器的基本结构采用“交流-DC-交流”转换方式，其基本电路由整流和逆变两部分组成，如图1所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

问题2与滤波电容并联的电阻在电路中起什么作用？

到目前为止，电解电容器的耐压只能达到500V。三相380V电源电压经全波整流后，DC电压的峰值为537V，平均值为513V，因此滤波电容只能由两个(或两个)电解电容串联而成。为了增加电容，提高滤波效果，变频器中总是将几个电解电容并联成一组，然后再串联两组电容(CF1和CF2)。电路如图2所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

因为每个电容的电容不可能绝对相同，尤其是电解电容，它的电容是相当离散的。几个电容并联后，两组电容的区别很明显。串联后，两个电容器组上的电压分布将不平衡。这将导致两组电容器的使用寿命不一致。

电压不平衡的解决方案是在两个电容器组的两端并联电阻值相等的均压电阻RC1和RC2，如图2所示。原理如下。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

由于电阻的阻值容易做得更精确，保证了均压的效果。

问题3:整流桥和电容之间为什么要接电阻和开关器件的并联电路？

就整流滤波的基本流程来说，低压和高压是一样的。

问题的关键是，在电源接通之前，电容上没有电荷，电压是0V，电容两端的电压不可能突然变化。也就是说，在合闸瞬间，整流桥两端(P和N之间)相当于短路。因此，当电源打开时，有两个问题:

第一个问题是浪涌电流大，如图3曲线沉积，可能损坏整流管。

第二个问题是进线电压会瞬间下降到0V，如图3中的曲线所示。

这两个特性在高压和低压整流电路中完全相同。但是，低压整流电路必须通过变压器降压。变压器的绕组是一个大电感，就像一个屏障，可以限制合闸时的冲击电流，如图3的曲线淤积。而在变频器的整流电路中，没有这种屏障，所以浪涌电流要严重得多，如图3的曲线所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

对于进线侧的电压波形，在低压整流电路中，变压器二次侧的电压肯定会瞬间下降到0V，如图3(a)中的曲线所示。然而，当它被反射到变压器的初级侧时，这种瞬时降压被缓冲，如图3(a)中的曲线jar所示，因此它不会干扰同一网络中的其它器件。而变频器的整流电路中没有变压器的缓冲，其进线电压就是电网电压。因此，在接通的瞬间，电网电压要下降到0V，如图(B)中的曲线所示，这会影响同网其他设备的正常工作，通常称为干扰。

因此，限流电阻RL需要连接在整流桥和滤波电容之间。一方面，它降低了通电时的冲击电流，如图(C)所示。另一方面，瞬时压降也下降到限流电阻，二次侧的电压波形也得到求解。当电容上的电压上升到一定水平时，限流电阻就会短路，这就是为什么限流电阻与开关器件并联的原因。

问题4为什么DC电路的电源指示没有安装在面板上？

显示屏上显示电源指示，表明变频器已通电。

DC电路的功率指示如图4所示。它的作用不是显示逆变器是否通电，而是显示滤波电容上是否有电。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

当逆变器切断电源时，由于逆变桥已经停止工作，滤波电容的放电过程会非常缓慢。因此，当维修人员打开变频器的盖子时，滤波电容上往往会出现很高的DC电压，这可能会对维修人员的人身安全造成威胁。

因此，DC电路电源指示的作用是警告维修人员，滤波电容器在放电前不能接触带电部分。

问题5每个逆变管旁边，二极管为什么要反并联？

在逆变桥中的每个逆变管旁边，应反并联连接一个二极管，如图1中的VD7和VD12所示。它的主要功能是为定子绕组的电感反馈能量提供电路。

异步电动机的定子等效电路是一个电阻-电感电路。如图5所示，电流(曲线)的变化会滞后于电压(曲线)的变化。

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在0耀t1:电流蚤与电压U方向相反，绕组自感应电动势(即反电动势)克服电源电压做功(磁场做功)。此时电流会通过反并联二极管流向DC电路，给滤波电容充电；

在t1-t2段:电流跳蚤与电压U同向，电源电压克服绕组自感应电动势做功(电源做功)。此时电流是滤波电容的放电通过逆变管流向电机。

如果没有反并联二极管，由于逆变管只能单向导通，绕组的磁场无法与电源交换能量，电机的电流波形就会失真。

问题6变频器主电路的端子有哪些？

主电路端子的布置大致如图6所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

描述如下:

1)r、s、t变频器的输入端接电源；

2)U、V、W变频器输出端接电机；

3)P、N滤波后的DC电路的原端和原端；

4)P1整流桥输出的墙端在出厂时用铜片短接在P1端和P端之间。当需要连接DC电抗器DL时，取下铜片，将DL连接在P1和P之间；

5)PE接地端子。

图6(b)示出了DC电抗器、制动单元和制动电阻器的连接。

2变频器外部主电路及器件的选择7空气开关的容量如何选择？

1)必须考虑的因素由于空气开关具有过流保护功能，为了避免变频器开启时空气开关的误动作，在选择时必须考虑以下因素(如图7所示):

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

(1)逆变器刚接通的瞬间，电容的充电电流可高达额定电流的(2么3)倍(限流电阻的情况下)；

(2)变频器进线电流为脉冲电流，高次谐波成分多。当基波电流达到额定值时，实际电流的有效值大于额定电流；

(3)变频器本身具有一定的过载能力，通常为150Hz，1min。

2)选择方法为了避免误操作，应选择空气开关。

问题8。变频器前面一定要加接触器吗？

一般来说，“输入接触器”应连接在空气开关和变频器之间。其主要功能如图8所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

1)控制方便:通过按钮开关可以方便地控制变频器的通电和断电；

2)发生故障时，变频器电源可自动切断。这包括两个方面:

(1)当变频器本身故障，报警输出端子动作(图中B、C端子断开)时，可快速切断变频器电源；

(2)当控制系统有其他故障信号时(如图，AL触点断开)，也能快速切断变频器电源。

问题9变频器和电机之间要不要接输出接触器？

1)一台变频器控制一台电机，无需切换。当一台变频器只控制一台电机，不需要对工频电源求和进行切换时，不要在变频器和电机之间连接输出接触器。主要原因是:如果连接了输出接触器，有可能在变频器输出频率较高时直接启动电机，产生较大的启动电流，导致变频器跳闸。

2)当必须连接输出接触器时，有两种主要情况必须连接输出接触器:

(1)一台变频器连接多台电机。这时，每个电机必须有一个单独控制的接触器，如图9(a)所示；

(2)变频和工频需要切换。在这种情况下，当电机连接到工频电源时，必须切断与变频器的连接。因此，如图9(b)所示，电机和变频器之间的接触器是必要的。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

问题10。变频器和电机之间需要热继电器吗？

类似于输出接触器，当一台变频器只控制一台电机，不需要对工频求和进行切换时，由于变频器本身具有热保护功能，所以不需要连接热继电器；当一台变频器连接几台电机时，每台电机的容量远小于变频器的容量，所以变频器不可能对每台电机进行热保护。那么每个电机只能由它自己的热继电器保护；当电机需要在变频和工频控制之间切换时，热继电器也是必须的，因为变频器不可能在工频运行时对电机进行热保护。

问题11。热继电器在变频器输出电路中容易发生故障。为什么？

虽然逆变器的输出电流非常接近正弦波，但它仍然具有与载波频率相同的高次谐波分量。因此，当电机输出功率相同时，各相电流的有效值大于工频运行时相电流的有效值。这就是电机在额定状态下运行时，热继电器容易误动作的原因。解决方案是:

1)增加热继电器的动作电流。一般来说，热继电器的动作电流应增加10%左右。

2)在热继电器的发热元件旁接旁路电容，并联一个旁路电容，使高次谐波电流不会流过热继电器的发热元件，如图10所示。

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

问题12。为什么变频器的输出线有时候需要加粗？

因为逆变器的输出电压是随输出频率而变化的，当输出频率很低时，输出电压也很低。所以线路上的压降比例会增大，会降低电机的实际电压，严重时会无法正常工作。通常，电机和逆变器之间的线电压降定义为

变频器主电路元件分析(变频器应用电路分析)

因此，当电机与变频器的距离较长，工作频率较低时，必须考虑线压降的影响，如图11所示。必要时，变频器的输出线应适当加粗。

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问题13电机与变频器距离较远时应采取什么措施？

由于变频器的输出电压为高频脉冲电压，当电机与变频器距离较远时，线路间的分布电容和电机的漏电感可能接近谐振点，可能造成电机的输入电压偏高，从而使电机的槽绝缘在运行中容易损坏或振动。

解决方法是在变频器的输出端连接输出电抗器。

如果电机容量小，离变频器的距离不太远，把变频器的三根输出线同向缠绕在一起就够了，如图12所示。

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