變頻器拓補結構和關鍵元器件簡介

變頻器是控制電力半導體器件的通斷將工頻AC交流電源變換成頻率、幅度可調可控的AC交流電源， 從而平滑控制交流電動機速度及轉矩的電能控制裝置；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、微電子技術、控制技術、通訊傳輸技術于一身的綜合技術產品。變頻器的主拓補結構通常分為五大單元模組：整流單元、儲能單元、開關電源、驅動+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．不可控整流的關鍵元器件：整流器

不可控整流的應用：專用變頻器、一體化驅動器、通用變頻器、門機、伺服驅動器等

1-2．可控整流的關鍵元器件：可控硅、FPGA

可控整流的應用：四象限變頻器

Part2.儲能單元：

作用：存儲整流器轉換后的電能，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

關鍵元器件：鋁電解電容 均壓電阻

Part3.開關電源：

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

分類：正激式開關電源、反激式開關電源

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

3-2反激式開關電源：輸入電源在MOSFET開關管導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開關管導通時變壓器原邊儲能，副邊不工作，MOSFET開關管截止時原邊釋放能量，副邊工作。反激式開關電源通常可工作在斷續或連續模式兩種，適用于小功率開關電源

關鍵元器件：MOSFET、MOSFET控制器和高頻變壓器

Part4.驅動+逆變單元：

作用：主控輸出方波來開關逆變器的半導體器件，將直流電轉化成不同頻率、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(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。

IPM智能模塊：自帶驅動電路+六路驅動IGBT+一路制動IGBT

PIM模塊：整流單元+六路驅動IGBT+一路制動IGBT，需外建驅動電路

關鍵元器件：ARM、驅動光耦、IGBT

Part5.控制檢測單元：

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

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。

關鍵元器件：ARM、光耦、電流采樣芯片、霍爾傳感器、運放。

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