四象限变频器(双向电子负载)

涨知识 | 变频器主拓补和关键元器件简介

提示：

变频器是控制功率半导体器件通断，将工频交流电源转换成频率可调、幅度可控的交流电源，从而平滑控制交流电机转速和转矩的电能控制装置；简单来说，就是管委会向DC管委会转变的过程。

逆变器是集电力电子技术、微电子技术、控制技术、通信传输技术于一体的综合性技术产品。变频器的主要扩展结构通常分为5个单元模块：整流单元、储能单元、开关电源、驱动+逆变单元和控制检测单元。

Part1. 整流单元:

功能：接单相或三相交流电源，将固定工作频率的交流转换成DC，简称交流到DC。

分类：不可控整改，可控整改

1-1。不可控整流关键部件：整流器

不可控整流应用：专用变频器、集成驱动器、通用变频器、门座起重机、伺服驱动器等。

1-2.可控整流关键部件：可控硅、FPGA

可控整流应用：四象限变频器

Part2.储能单元：

功能：储能

分类：电容适用于电压型变频器，电感适用于电流型变频器，薄膜电容

关键部件：铝电解电容器均压电阻

Part3.开关电源：

功能：为驱动电路、控制电路、采样电路、io接口板、手持操作器、PG卡等各种子系统提供工作电源。

分类：正向开关电源和反激式开关电源

3-1正向开关电源：MOSFET开关管导通时，输入源直接作用于输出，变压器工作在连续模式，适用于大功率电路。

3-2反激式开关电源：当MOSFET开关管导通时，输入电源给变压器原边电感充电。此时，储能元件储存能量。当MOSFET开关管关断时，储能元件向输出端释放能量。简单来说，当MOSFET开关管导通时，变压器的一次侧储存能量，而二次侧不工作。反激式开关电源通常可以工作在间歇或连续模式，适用于小功率开关电源

关键部件：MOSFET、MOSFET控制器、高频变压器

Part4.驱动+逆变单元：

功能：主控输出方波来切换逆变器的半导体器件，将DC转换成不同频率、宽度、幅度的方波，简单来说就是DC到交流。

分类：IPM，PIM，IGBT

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管：是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

IPM智能模块：自带驱动电路+六路驱动IGBT+一路制动IGBT

PIM模块：整流单元+六路驱动IGBT+一路制动IGBT，需外建驱动电路

关键部件：ARM，驱动光耦，IGBT

Part5.控制检测单元：

Function 3360提供运行变频器的各种控制信号，控制系统正常工作，实时监控变频器的工作状态，并在出现故障或异常运行时提供相应的保护功能。

保护功能：过载保护、温度保护、异常高低输入电压保护、母线功率波动、短路保护缺相、通信异常、编码器反馈异常等数十种保护功能。

关键部件：ARM、光耦、电流采样芯片、霍尔传感器、运算放大器。

由DH工业控制提供