變頻器主回路主要由三大部分組成:整流部分、濾波部分、逆變部分。整流部分將輸入給變頻器的三相交流電整流成直流電,再經過電解電容進行濾波,轉化成比較平穩(wěn)的直流電壓,經過逆變部分把直流電壓轉變成交流電供給電動機。
1.壓敏電阻
壓敏電阻具有通流容量大,電壓范圍寬,響應時間短,抑制浪涌電壓。主要用于各種設備過壓保護,以及大氣過壓保護,即防雷壓敏電阻,壓敏電壓(浪涌電壓)為820V。用在變頻器中主要防止高的電壓串入到變頻器的輸入端。當輸入電壓小于820V時壓敏電阻相當于斷路,當電壓大于820V時就相當于短路狀態(tài),
壓敏電壓范圍為:738~902V。
2.Y電容
Y電容由三個電容連接在一起與地線連接,另一端分別接在三相輸入端。Y電容具有很強的抗大電流、高電壓沖擊的特性,在變頻器的輸入端主要用于抗電磁干擾,抑制高次諧波。
3.三相全波整流橋
三相全波整流橋的主要是把三相交流電整流成直流電,輸入三相交流電壓380V,輸出直流電壓513~537V。
4.限流電阻
變頻器通電之后給濾波電容充電,限流電阻限制其充電電流,防止過大的沖擊電流導致三相整流橋損壞。
變頻器常用的限流電阻有:150Ω 20W、40Ω 60W、20Ω 80W、10Ω 100W、4Ω 250W。
5.電解電容
濾波器電解電容在變頻器直流側起濾波作用,通常是由若干個電容器串聯和并聯構成電容器組,以得到所需要的耐壓值和容量。
額定電壓:400V DC~500V DC;
溫度范圍:-40°C~85°C;
電容誤差:±20%;
電解電容的使用壽命與環(huán)境溫度有關,環(huán)境溫度為30°C時使用壽命為10年,環(huán)境溫度為50°C時使用壽命只有2.5年。
6.均壓電阻
電解電容器的耐壓值只能做到500V,而三相380V電源電壓經過全波整流后得到的峰值電壓為537V。所以濾波電容器只能由兩個(兩組)電解電容器串聯而成。
由于每個電容器的電容量不可能絕對相同,尤其是電解電容,其電容量的離散性較大。所以兩組電容的電壓分配不平衡,導致電容器壽命不一致。
采用均壓電阻并聯在電容器的兩端,使其電壓平衡,由于電阻的阻值容易做的比較準確,保證了均壓效果。
7.制動電阻
因為再生制動導致變頻器直流電路容易過電壓,配制動電阻將濾波電容器上多余的電荷釋放掉,以免直流母線電壓上升。
8.IGBT功能模塊
IGBT具有高可靠性,驅動簡單,保護容易,不用緩沖電路,開關頻率高,電壓型驅動,驅動功率小,開關速度高,以及可耐高壓,大電流等一系列應用上的優(yōu)點。
IGBT凝聚了高電壓大電流晶閘管制造技術和大規(guī)模集成電路微細加工技術的精華,它的最大優(yōu)點是無論是在導通狀態(tài)還是在斷路狀態(tài)都可以承受沖擊電流。
IGBT的開關頻率可達到150KHZ,變頻器應用的開關工作頻率在2KHZ~10KHZ范圍內。耐壓電壓可達到6500V,通用變頻器應用耐壓為1200V。
9.電流檢測模塊
IGBT功率模塊是變頻器最關鍵的器件,如果發(fā)生過流就會燒壞功率模塊。采用電流檢測霍爾傳感器,檢測通過IGBT模塊的電流,一旦檢測電流超過設定值,就會停止輸出,以達到保護IGBT模塊的目的。
10.IGBT驅動保護電路
IGBT驅動保護電路將CPU控制器發(fā)出微弱脈沖信號放大,來驅動IGBT模塊的通、斷。
11.電源板
從直流母線輸入535V DC 電壓,采用開關電源產生幾種不同的電壓等級,給CPU控制板、風扇、溫度傳感器、DSP數字處理器、外圍數字電路、IGBT驅動板等供電源。
12.CPU控制板
CPU控制板主要由DSP數字信號處理器,完成電流、電壓、溫度采樣、6路PMW脈寬調制信號的輸出,各種故障報警輸入,電流電壓頻率設定信號輸入及電動機控制算法的運算功能。變頻器控制電路的開關量、模擬量,輸入和輸出,RS232/RS485通訊串行接口與操作面板相連,完成按鍵信號輸入,數據顯示等功能。
13.操作面板
操作面板與CPU控制板相連接,完成按鍵信號的輸入。它的最大優(yōu)點就是簡單、方便、醒目,同時又兼具監(jiān)視功能,即能夠將變頻器運行時的電流、電壓、實際轉速、母線電壓等實時顯示出來。還可以通過延長線,安置在用戶操作方便的地方。
14.溫度傳感器(熱敏電阻器)
熱敏電阻器在一定監(jiān)測范圍內,電阻值隨著溫度上升而下降,通過檢測其電阻值來確定相應的溫度,達到測溫、控溫的目的。
15.直流電抗器
對于比較大型的變頻器需要安裝直流電抗器,直流電抗器接在整流橋和濾波電容之間,直流電抗器除了提高功率因數之外,還可以削弱電源接通瞬間的沖擊電流。
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