1、电路结构框图

　　交直交电压型变频器主要由整流单元(交流变直流)、滤波单元、逆变单元(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、控制单元等部分组成的。

图1 变频器电路结构框图

　　3、各单元电路及原理

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　　3.1 整流单元

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　　整流单元用于电网的三相交流电变成直流。可分为可控整流和不可控整流两大类。可控整流由于存在输出电压含有较多的谐波、输入功率因数低、控制部分复杂、中间直流大电容造成的调压惯性大相应缓慢等缺点，随着PMW技术的出现可控整流在交直交变频器中已经被淘汰。不可控整流是目前交直交变频器的主流形式，它有2种构成形式，6支整流二极管或6支晶闸管组成三相整流桥。 信息来自:输配电设备网

图2 6支二极管构成的三相桥式整流电路

　　由6支二极管构成的三相桥式整流电路，交流侧有控制主回路通断的接触器。 信息来自:输配电设备网

图3 6支晶闸管构成的三相桥式整流电路

　　由6支晶闸管构成的三相桥式整流电路，晶闸管只用于控制通断不控制直流电压的大小。 信息来源:http://www.tede.cn

　　3.2 滤波单元

　　滤波单元主要采用大电容滤波，直流电压波形比较平直，在理想情况下是一种内阻抗为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或阶梯波，这是电压型变频器的一个主要特征。

　　3.3 逆变单元由IGBT模块构成 信息请登陆:输配电设备网

图3 由IGBT模块构成的逆变单元及实物

　　IGBT模块中内置反并联二极管，用于反馈电动机制动运行时产生的能量 信息请登陆:输配电设备网

图4 IGBT模块中内置反并联二极管

　　3.4 制动单元

　　制动单元由IGBT和能耗电阻组成。当电动机由电动状态转入制动运行时，电动机变为发电状态，其能量通过逆变电路中的反馈二极管流入直流中间回路，使直流电压升高而产生过电压，这种过电压称为泵升电压。为了限制泵升电压给直流侧电容并联一个由电力晶体管和能耗电阻组成的泵升电压限制电路。当泵升电压超过一定数值时，使IGBT导通，把电动机反馈的能量消耗在电阻上。

　　3.5 驱动单元

　　驱动单元根据控制单元的指令对IGBT进行驱动。 IGBT栅极驱动电路有多种形式。按照驱动电路元件的组成可分为分立元件组成的驱动电路和集成化的驱动电路。 信息来自:输配电设备网

图5 IGBT驱动电路

　　上图为用光耦合器、三极管等分立元器件构成的IGBT驱动电路。当输入控制信号时，光耦VLC导通，晶体管V2截止，V3导通输出+15V驱动电压。当输入控制信号为零时，VLC截止，V2、V4导通，输出-10V电压。 信息来自:输配电设备网

　　IGBT的集成栅极驱动器种类繁多,几乎各生产IGBT模块的公司都推出了自己的配套驱动器。

图6 集成电路TLP250构成的驱动器及TLP250的管脚图 信息来源:http://tede.cn

　　上图为由集成电路TLP250构成的驱动器及TLP250的管脚图。TLP250内置光耦的隔离电压可达2500V，上升和下降时间均小于0.5μs，输出电流达0.5A，可直接驱动50A/1200V以内的IGBT。外加推挽放大晶体管后，可驱动电流容量更大的IGBT。TLP250构成的驱动器体积小，价格便宜，是不带过流保护的IGBT驱动器中较理想的选择。