教材：西门子变频器的三种控制

9 .1 变频器工作原理 交流变频器是微计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。微计算机是变频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。大家都知道，从发电厂送出的交流电的频率是恒定不变的，在我国50 赫兹。而交流电动机的同步转速： 式中N1——同步转速，r/min；f1——定子频率，Hz；P——电机的磁极对数。 而异步电动机转速 式中s 为转差率，11/)(NNNs，一般小于 3%，N 与送入电机的电流频率f1成正比例或接近于正比例。因而，改变频率可以方便地改变电机的运行速度，也就是说变频对于交流电机的调速来说是十分合适的。 9 .1 .1 变频器的基本结构 从频率变换的形式来说，变频器分为交-交和交-直-交两种形式。交-交变频器可将工频交流电直接变换成频率、电压均可控制的交流电，称为直接式变频器，价格较高。而交-直-交变频器则是先把工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电，又称间接式变频器。市售通用变频器多是交-直-交变频器，其基本结构如图 9-1 所示，由主回路，包括整流器、中间直流环节、逆变器和控制回路组成，现将各部分的功能分述如下： (1)整流器。电网侧的变流器是整流器，它的作用是把三相(也可以是单相)交流整流成直流。 (2)直流中间电路。直流中间电路的作用是对整流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路及控制电源得到质量较高的直流电源。由于逆变器的负载多为异步电动机，属于感性负载。无论是电动机处于电动或发电制动状态其功率因数总不会为 1。因此在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件(电容器或电抗器)来缓冲。所以又常称直流中间环节为中间直流储能环节。 PfN1160)1(60)1(11sPfsNN图 9-1 交-直-交变频器的基本结构 (3)逆变器。负载侧的变流器为逆变器。逆变器的主要作用是在控制电路的控制下将直流平滑输出电路的直流电源转换为频率及电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出。 (4)控制电路。变频器的控制电路包括主控制电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路及保护电路等几个部分，其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制及完成各种保护功能。控制电路是变频器的核心部分，性能的优劣决定了变频器的性能。 一般三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成，直流中间电路的储能元件在整流电路是电压源时是大容量的电解电容，...