变频器控制电路原理图,工作原理详解-KIA MOS管
变频器控制电路工作原理
控制电路负责根据外部指令(如设定频率或转速)和实时反馈信号(如实际电压、电流、电机转速),通过运算决定逆变器的开关模式,最终输出所需频率和电压的交流电。这一过程通常遵循“交-直-交”变换框架:先通过整流器将输入交流电转换为直流电,再经逆变器将直流电逆变为可调频调压的交流电。控制电路在此过程中扮演“大脑”角色,确保输出参数稳定精确。
控制电路通常由多个子电路协同工作:
运算电路:这是控制电路的核心,负责比较外部指令(如速度、转矩设定)与检测电路反馈的实际参数(如电流、电压),通过算法(如PWM调制或矢量控制)计算出逆变器的最优开关信号,以调节输出电压和频率。
检测电路:包括电压、电流检测单元,用于实时监测主电路的状态(如过压、过流),并与主回路电位隔离,确保安全性和准确性。
驱动电路:将运算电路的弱电信号放大,驱动逆变器中的功率器件(如IGBT),要求具有低延迟和高可靠性,以保证开关动作的精确性。
保护电路:监测异常情况(如过载、短路),在故障发生时迅速切断或抑制输出,防止设备损坏。
速度检测电路(可选):通过编码器或测速发电机等传感器获取电机实际转速,实现闭环控制,提升调速精度。
变频器控制电路原理图
采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成,如图所示。从R、S、T端输入的三相交流电,经三相整流桥(由二极管D1~D6构成)整流成直流电,电压为UD。电容器C1和C2是滤波电容器。6个晶体管V1~V6构成三相逆变桥,把直流电逆变成频率和电压任意可调的三相交流电。
控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。
无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。
1.运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
2.电压、电流检测电路 与主回路电位隔离检测电压、电流等。
3.驱动电路,为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
4.I/0输入输出电路,为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。
5.速度检测电路, 以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
6.保护电路,检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
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