干货 | 变频器的详细介绍

变频器简述

        变频器是电机控制领域中常见的一种设备，也称变频调节器，是一种将固定频率的交流电转换为可调频率的交流电的电力电子设备，用于控制交流电机的转速和输出功率。变频器通过调节输出电源的电压和频率，从而控制电动机的转速和运行方式。

       变频器在工业自动化的应用场景主要有：风机、水泵、压缩机、电梯等。

变频器的主要作用

1. 节能：根据电机的实际需要改变电机的工作电压和频率，调节电机转速，降低能耗。
2. 电机及设备保护：过热保护、欠压保护 、过载保护。
3. 软启动：相较硬启动，变频器让电压由零慢慢提升到额定电压，避免电机启动过程中存在冲击转矩，减少对电网的冲击。

变频器类型

       变频器有交-交和交-直-交两种变频方式，交-交变频器就是将三相电源经过几组相控开关控制直接产生所需要的变压变频电源，需要晶体管较多，控制复杂，其输出频率必须小于输入电源频率的 1/3（0-17Hz），适用于特大功率、较低频率的应用，应用面较窄。交-直-交变频器就是将交流电经过整流器整流成直流电，中间直流环节对整流电路的输出进行平滑滤波，再经过逆变器把滤波后的直流电变成频率和电压都可变的交流电，这种变频器易控制，频率调节范围较宽，有明显的优势，应用面较广。

下面我们着重介绍一下交-直-交变频器的组成

变频器主要由整流、滤波环节、逆变器和控制电路四个部分组成。

1. 整流器：变频器一般是AC 380V/220V 50Hz 输入，利用整流二极管的单向导电性，通过整流器将输入的交流电转换为直流。

2. 滤波电路：滤波电路一般由电阻电容组成，对整流器输出的直流电源进行滤波，去除电源中的脉动。

3. 逆变器：将直流电转换回交流电的电路。该电路主要由 IGBT 组成，逆变器在控制器的控制下，将中间直流环节输出的直流电源，转化为频率和电压都可调的交流电源，逆变器的输出就是变频器的输出，通过控制逆变器的输出来实现对交流电机的调速控制。

4. 控制电路：该电路包括主控制电路、信号检测电路、驱动电路、外部接口电路及保护电路几个部分。控制电路的主要作用是将检测电路得到的各种信号送到 MCU，MCU 运算后向逆变器输出 PWM 信号，控制逆变器的输出，并对变频器及电机提供必要的保护措施。

变频器应用框架

       下图就是市面上常见的变频器架构，标绿部分是世平集团在变频器应用上有代理的相关产品。电网输出的高压交流电进入到电源管理部分，分为了两条线路，① 一路经过整流滤波降压后给 MCU、Gate Driver等器件供电，② 一路经过整流滤波后输出高压直流电给 IGBT 供电进行逆变。

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以上就是交-直-交变频器的介绍，欢迎各位小伙伴们发言交流~

参考资料

通用变频器应用技术

1.4 变频器的分类方法和应用领域 - 通用变频器应用技术完全攻略 - 知乎书店 (zhihu.com)

变频器的工作原理解释

【中英字幕】变频器的工作原理解释1丨Variable Frequency Drives Explained VFD Basics - Part 1_哔哩哔哩_bilibili