1、內部主電路結構

選(xuan)用(yong)“交-直-交”結構(gou)的低壓(ya)變頻器，其(qi)內部主電路由整流和逆變兩大(da)部分組成，如(ru)圖1所(suo)示。從R、S、T端輸入的三(san)相交流電(dian)，經三(san)相整流橋（由(you)二極(ji)管(guan)D1～D6構成）整流(liu)成直流(liu)電(dian)，電(dian)壓為UD。電(dian)容(rong)器C1和C2是(shi)濾波電容器。6個IGBT管(guan)（絕緣(yuan)柵雙(shuang)極性晶體(ti)管(guan)）V1～V6構成(cheng)(cheng)三(san)相逆(ni)變橋(qiao)，把直流電(dian)逆(ni)變成(cheng)(cheng)頻率和電(dian)壓恣意(yi)可(ke)調的(de)三(san)相交流電(dian)。

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圖(tu)1

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2、均壓電阻和限流電阻

圖(tu)1中，濾(lv)波電容器(qi)C1和C2兩頭各并聯了一個(ge)電(dian)阻(zu)，是為(wei)了使兩只電(dian)容(rong)器上(shang)的(de)電(dian)壓基本相等，避免電(dian)容(rong)器在工作中(zhong)損壞（現在，由于技術的(de)進(jin)步，低壓（380V）變(bian)頻器的(de)電解電容大多數可以不需(xu)要(yao)串聯使用了）。

在整流橋和濾波電(dian)容(rong)器(qi)之間接有一(yi)個電(dian)阻R和一對接觸器觸點KM，其緣由是：變頻(pin)器剛接通電源時，濾波電容器上的電壓為0V，而電源電壓(ya)為380V時的整流(liu)電壓(ya)峰(feng)值是(shi)537V，這(zhe)樣在接(jie)通電源的瞬(shun)間(jian)將(jiang)有(you)很大的充電沖擊電流，有(you)可能損壞(huai)整流二極(ji)管；另外(wai)，端電壓為0的濾波(bo)電容器會使整(zheng)流電壓(ya)瞬間降(jiang)低至0V，形成對電源網(wang)絡的干(gan)擾。

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為了(le)解決上(shang)述問題，在整流(liu)橋和(he)濾波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)之間接入一個限流(liu)電(dian)阻R，可將濾波電(dian)容器的充電(dian)電(dian)流限制在一個允(yun)許范(fan)圍內。但是(shi)，如果(guo)限流電(dian)阻R始終接在電(dian)(dian)路內，其電(dian)(dian)壓降(jiang)將(jiang)影響變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)的輸出電(dian)(dian)壓，也(ye)會降(jiang)低變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)的電(dian)(dian)能轉換效(xiao)率，因而，濾波電(dian)(dian)容器(qi)(qi)充(chong)電(dian)(dian)完(wan)畢后(hou)，由接觸器(qi)(qi)KM將限流電阻(zu)R短接，使(shi)之退出(chu)運行(xing)。

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3、主(zhu)電(dian)路(lu)的對外連接端子

各種變頻(pin)器主電路的(de)對(dui)外連接端子大致(zhi)相同，如圖2所示。其中，R、S、T是變頻(pin)器的電源(yuan)端子，接至交(jiao)流三相電源(yuan)；U、V、W為變頻器的輸(shu)出端(duan)子，接至電(dian)動機；P+是整流橋輸(shu)出的(de)+端，出廠時P+端與P端之間用一塊截面積(ji)足夠大的銅(tong)片短接(jie)，當需要接(jie)入(ru)直流(liu)電(dian)抗(kang)器DL時，拆去銅(tong)片，將DL接在P+和P之(zhi)間；P、N是濾波后直流電路的+、-端(duan)子，可以連(lian)接(jie)制(zhi)動單元和制(zhi)動電(dian)阻；PE是接地端(duan)子。

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圖2

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4、變頻(pin)系(xi)統的共(gong)用直流母線(xian)

電(dian)動(dong)(dong)(dong)機在(zai)制動(dong)(dong)(dong)（發電(dian)）狀態時(shi)，變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)從電(dian)動(dong)(dong)(dong)機吸收的(de)能(neng)量都(dou)會保存在(zai)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)直流環節的(de)電(dian)解電(dian)容中，并導致變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)中的(de)直流母(mu)線(xian)電(dian)壓升高。如果變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)配備制動(dong)(dong)(dong)單元和制動(dong)(dong)(dong)電(dian)阻（這兩種元件屬于選配件），變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)就可以經過短時(shi)間接通電(dian)阻，使再生(sheng)電(dian)能(neng)以熱方(fang)式消耗(hao)掉(diao)，稱做能(neng)耗(hao)制動(dong)(dong)(dong)。

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當(dang)然(ran)，采(cai)納再生(sheng)能量(liang)回(hui)饋方案也可(ke)解決變頻調速(su)體系的再生(sheng)能量(liang)問題，并可(ke)到達節約能源(yuan)的目(mu)的。而標準通用PWM變頻(pin)器沒(mei)有設計使再(zai)生能量(liang)反饋到三相電(dian)源的(de)(de)功用。如果將多臺變頻(pin)器的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)環節經(jing)過(guo)共(gong)用直(zhi)流(liu)(liu)母線(xian)互連(lian)，則一臺或多臺電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)產生的(de)(de)再(zai)生能量(liang)就可以被其他電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)以電(dian)動(dong)(dong)的(de)(de)方式消(xiao)耗吸收。或者，在直(zhi)流(liu)(liu)母線(xian)上設置一組一定容量(liang)的(de)(de)制(zhi)動(dong)(dong)單元(yuan)和制(zhi)動(dong)(dong)電(dian)阻，用以吸收不能被電(dian)動(dong)(dong)狀態(tai)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)吸收的(de)(de)再(zai)生能量(liang)。

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若共用(yong)直流(liu)母(mu)線與能(neng)(neng)量回(hui)饋(kui)單元組(zu)合(he)，就(jiu)可(ke)以(yi)將直流(liu)母(mu)線上的(de)(de)剩余能(neng)(neng)量直接反饋(kui)到電(dian)網中(zhong)來(lai)，從而進步體(ti)(ti)系的(de)(de)節能(neng)(neng)效果。綜上所述，在具有多(duo)臺電(dian)動(dong)(dong)機的(de)(de)變(bian)頻調速體(ti)(ti)系中(zhong)，選(xuan)用(yong)共用(yong)直流(liu)母(mu)線方案(an)，配置一(yi)組(zu)制動(dong)(dong)單元、制動(dong)(dong)電(dian)阻(zu)和(he)能(neng)(neng)量回(hui)饋(kui)單元，是一(yi)種(zhong)進步體(ti)(ti)系性能(neng)(neng)并節約(yue)出資的(de)(de)較好方案(an)。

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下圖為應用比較廣泛的共用直流母線方(fang)案(an)，該方(fang)案(an)包括以下幾個部分。

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圖3

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1.三相(xiang)交流電(dian)源進線

各變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)電(dian)源輸(shu)入端并(bing)聯(lian)于同一(yi)交流母線上，并(bing)確(que)保各變頻(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)輸(shu)入端電(dian)源相(xiang)位一(yi)致。圖3中，斷路器QF是每(mei)臺變頻器的進線保護裝置(zhi)。LR是(shi)進(jin)線電抗(kang)器(qi)，當多臺變(bian)頻(pin)器(qi)在同一(yi)環境中運行時(shi)，相鄰變(bian)頻(pin)器(qi)會互相干擾，為(wei)了(le)消(xiao)除(chu)或減(jian)輕(qing)這種干擾，一(yi)起為(wei)了(le)進(jin)步變(bian)頻(pin)器(qi)輸入側的功(gong)率因數，接(jie)入LR是(shi)必須的(de)。

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2.直流母線

KM是(shi)變頻器(qi)的直流(liu)環節與公用直流(liu)母線連接的操控開(kai)關(guan)。FU是半(ban)導體(ti)快速熔斷器(qi)，其額定電壓可(ke)選700V，額定(ding)電(dian)(dian)流必(bi)須考慮(lv)驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機在(zai)電(dian)(dian)動(dong)(dong)或(huo)制(zhi)動(dong)(dong)時的最(zui)大電(dian)(dian)流，一般情況下，可以選擇(ze)額定(ding)負載電(dian)(dian)流的125%。

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3.公(gong)共制動單元(yuan)和（或）能量回饋裝置

回(hui)饋到公共直流母(mu)線上的(de)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)，在(zai)不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)完全(quan)被吸(xi)收(shou)的(de)情況下，可(ke)經(jing)過共用(yong)的(de)制動電阻消耗未被吸(xi)收(shou)的(de)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)。若選用(yong)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)回(hui)饋裝置，則這部分再(zai)(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)將被回(hui)饋到電網中(zhong)，從而進(jin)步節能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)效率。

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4.控(kong)制單元

各(ge)變頻(pin)器(qi)根(gen)據(ju)控制單(dan)元的指令(ling)，通過KM將其直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)環節并聯到共(gong)用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)母線上(shang)，或(huo)是在變(bian)頻器故障(zhang)后快速地與共(gong)用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)母線斷開。

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