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变频器的主电源电路 附电路结构图

时间:2018-08-27 22:32来源:海猎人
  (2) 变频器的主电源电路
 
  变频器主电源电路除了各元件的选择要匹配相应的功率之外,还要考虑电路缓冲问题。大家知道,高压大容量电容在充电初始阶段的充电电流是非常大的,如果不加限制,无论对变频器电路元件还是变频器输人电源的冲击都是相当大的,因此,变频器的电路设计上都有相应的对策。对微小功率的变频器而言,一般采用在充电回路上串联负温度系数热敏电阻(NTC)的办法,即常温下NTC的阻值较大,电路初始通电时可保证电容充电电流不会太大,一旦通电后NTC因发热阻值减小,此时电容的电压已经达到较高水平,因此充电电流既不会特别大,也不会影响电容向后级供电的需求。如图3.59所示,三相交流电压经桥式整流后串联RT5及RT6两个NTC给高压电容C133及C163充电。
  中小型功率的变频器的充电保护电路往往使用充电电阻和继电器的组合来实现缓冲保护。如图3.60所示,交流电源整流后通过串联的充电电阻R给电容充电,内部电路检测充电电压的大小,当电容电压上升至大于某个值时,继电器动作,触点K将充电电阻R短路,此时电流整流后直接给电容充电,因为电容上已经充电到一定电压,屏蔽充电电阻直接充电的电流冲击已经很小。电路的设计既避免了初始大电流的冲击,又避免了充电电阻对电路的持续影响。
  大功率的变频器,其主电源电路的缓冲电路,原理结构与中小功率变频器差不多,只是将继电器换成了晶闸管,晶闸管不存在继电器机械触点的冲击,可通过很大的电流,可靠性也得以提高。
  普通的变频器整流滤波电路,其直流母线上的电压,由于后级的负载变化而变得不稳定,电机制动减速作用产生的能量不能回馈电网,也导致直流母线电压的上升,对电路元件造成冲击。所以在高性能的变频器中,设计有可控的直流馈电电路。如图3.61所示,三相交流电源串联电抗器后通过并联在IGBT的C、E之间的二极管给电容充电,如果IGBT都不导通,这跟普通的桥式整流没有什么区别,而一旦IGBT有了合适的开关动作,电抗器回路被迫处于通断状态,其上产生的自感应电压就会叠加在电容上,因此,在电容上就可以得到比桥式整流更高的电压,可达600VDC以上。电容上的电压通过电子电路检测反馈到主控制板,主控制板精确控制6个IGBT的导通时序,既可以控制电抗器的电压正向叠加于电容,也可以控制电抗器电压在变频器制动减速时反向叠加于电容,此时电容上的电荷能量就回馈给电网,因此电容上的直流电压非常稳定。这个电路有点类似于升压式开关电源或者有源功率因数校正电路的升压电路原理,通过电感和电子开关的配合来提升电容上的电压。


 
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