變頻器拓補結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵元器件簡介

變頻器是控制電力半導(dǎo)體器件的通斷將工頻AC交流電源變換成頻率、幅度可調(diào)可控的AC交流電源， 從而平滑控制交流電動機速度及轉(zhuǎn)矩的電能控制裝置；簡單講就是AC to DC to AC變換過程。變頻器是集電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)、通訊傳輸技術(shù)于一身的綜合技術(shù)產(chǎn)品。變頻器的主拓補結(jié)構(gòu)通常分為五大單元模組：整流單元、儲能單元、開關(guān)電源、驅(qū)動+逆變單元和控制檢測單元。

Part1. 整流單元:

作用：與單相或三相交流電源相連接，將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,簡單講就是AC to DC。

分類：不可控整流、可控整流

1-1．不可控整流的關(guān)鍵元器件：整流器

不可控整流的應(yīng)用：專用變頻器、一體化驅(qū)動器、通用變頻器、門機、伺服驅(qū)動器等

1-2．可控整流的關(guān)鍵元器件：可控硅、FPGA

可控整流的應(yīng)用：四象限變頻器

Part2.儲能單元：

作用：存儲整流器轉(zhuǎn)換后的電能，同時對整流電路輸出進行濾波減少電壓脈動對后級電路元器件的影響。

分類：電容適用于電壓型變頻器、電感適用于電流型變頻器和膜電容

關(guān)鍵元器件：鋁電解電容 均壓電阻

Part3.開關(guān)電源：

作用：為驅(qū)動電路、控制電路、采樣電路、IO接口板、手持操作器和PG卡等各子系統(tǒng)提供工作電源。

分類：正激式開關(guān)電源、反激式開關(guān)電源

3-1正激式開關(guān)電源：MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通時輸入源直接對輸出做功，變壓器工作在連續(xù)模式，適用于功率較大的電路。

3-2反激式開關(guān)電源：輸入電源在MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通時對變壓器原邊的電感線圈進行充電，此時儲能元件儲能，MOSFET開關(guān)管截止時儲能元件向輸出端釋放能量，簡單得說就是MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通時變壓器原邊儲能，副邊不工作，MOSFET開關(guān)管截止時原邊釋放能量，副邊工作。反激式開關(guān)電源通常可工作在斷續(xù)或連續(xù)模式兩種，適用于小功率開關(guān)電源

關(guān)鍵元器件：MOSFET、MOSFET控制器和高頻變壓器

Part4.驅(qū)動+逆變單元：

作用：主控輸出方波來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波, 簡單講就是DC to AC。

分類：IPM、PIM、IGBT

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管：是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

IPM智能模塊：自帶驅(qū)動電路+六路驅(qū)動IGBT+一路制動IGBT

PIM模塊：整流單元+六路驅(qū)動IGBT+一路制動IGBT，需外建驅(qū)動電路

關(guān)鍵元器件：ARM、驅(qū)動光耦、IGBT

Part5.控制檢測單元：

作用:提供操作變頻器的各種控制信號，控制系統(tǒng)正常工作，并且實時監(jiān)控變頻器的工作狀態(tài)和故障時或者運行異常是提供相應(yīng)的保護功能。

保護功能：過載保護、溫度保護、高低輸入電壓異常保護、母線電源波動 、短路保護缺相、通訊異常、編碼器反饋異常等幾十種保護功能。

關(guān)鍵元器件：ARM、光耦、電流采樣芯片、霍爾傳感器、運放。

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