变频器的工作原理

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60 f(1－s)/p (1)，式中：

n———异步电动机的转速；

f———异步电动机的频率；

s———电动机转差率；

p———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

一般调压调频的控制方式分两种：PAM（脉幅调制型）、PWM（脉宽调制型），但是PAM在逆变部分只控制频率，还需要与之相配的可控整流电路，触发要求较高，缺陷较大，现采用最多的是PWM控制。PWM调制是通过改变脉宽控制电压，改变调制周期控制输出频率的，它是通过对逆变电路里的开关器件高频通断实现的，现在多采用的开关器件为IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，然后将获得的高频窄脉冲冲击电机（电感性负载），从而获得所需要的正弦波，并且能够控制其电压、频率，从而实现无级调速。

一般变频器内部主电路主要由三个部分组成：整流电路、中间电路、逆变电路。整流电路较为简单，是直接将电网的交流电通过三相整流桥（不可控整流用功率二级管、可控用晶闸管）转为直流电，该电压又称为直流母线电压。中间电路介于整流电路和逆变电路之间，其中一般滤波电路和制动电路，在拆开变频器的时候可以看到有个大电容，这个电容具有滤波稳压的作用，因为经整流后得到的直流电有很大的纹波，还需要进行滤波处理，才能为逆变模器提供相当稳定的直流电源，我们看到的外接制动电阻箱也是在这个大电容里的，当主机减速制动时，此时电机会变成发电机，电能会经逆变器回到中间电路，使电能会储存在大电容里，当强制动回馈电能过大超过设定值时，变频器会控制外接制动电阻将多余电能消耗掉，从而避免变频器过电压。