详解变频器驱动板结构组成及各部分工作原理+基本电路图

申茜

随着科技的发展，工业自动化程度的不断提高，变频器得到了广泛的应用。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

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变频器驱动电路主要由整流电路、缓冲电路、滤波电路、制动电路、防雷电路、逆变电路组成。

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整流电路工作原理

整流电路是由六只二极管组成三相整流桥，将电源的三相交流全波整流成直流。若电源的线电压为UL，则整流后平均直流电压UD的大小为：

UD=1.35XUL

我国三相电源的线电压为380V，故全波整流后的平均电压为：

UD=1.35X380V=513V（有效值）

经整流桥整流过的直流电压波形如下图所示。由于在一个周期之内有6个直流脉动电压波形，整流过程又称为六脉动整流。

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缓冲电路工作原理

在变频器上电的瞬间，滤波电容C1、C2上的充电电流比较大。过大的冲击电流可能导致三相整流桥损坏；同时使输入电源电压瞬间下降而畸变。为了减小冲击电流，在变频器刚接通的一瞬间里，电路内串入缓冲电阻R1，形成RC电路，以使电容器C1、C2上的冲击电流得到缓冲。当滤波电容器C1、C2充电电压达到一定程度时（80%），令J1接通，将R1短路。

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滤波电路工作原理

三相整流桥输出的电压和电流属于直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响。

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制动电路工作原理

电动机再生制动区域使用时（转差率为负），再生能量存于平波回路电容器中，使直流电压升高。一般来说，由机械系统（含电动机）惯量积累的能量，比电容存储的能量大，需要快速制动时，可用可逆变流器向电源反馈或设置制动回路（开关和电阻）把再生功率消耗掉，以免直流母线电压上升。

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防雷电路工作原理

防雷电路是由一个压敏电阻和一个气体放电管组成，串联在R相输入回路中，当有大的电压串入输入回路时，就会通过防雷电路把电压通过地给释放掉，减小对变频器的损坏。

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逆变电路工作原理

逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和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，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。

最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件（GTR、IGBT、GTO等）组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断，可以得到任意频率的三相交流输出。

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