1.2.2　变频器各电路作用及原理

（1）变频主电路　将交流380或220，由三相或单相转变，将交流变为脉动直流（采用二极管的单向导电特性，将取交流电一个半周的数值），然后由充电电路进行充电处理，再进行滤波储蓄升压，再进行制动，送逆变电路，在驱动电路送来的脉冲信号作用下将直流电逆变为人为设置所需的具有一定频率的交流电输出给负载电动机，驱动电动机运行。

（2）变频控制电路　在开关电源提供直流电及人为操作开机启动信号的作用下，MCU电路中频率发生器电路便产生一定频率的脉冲信号送驱动电路，进行脉冲信号的电压与电流驱动放大去控制逆变器变频管工作，于是变频管将直流电压逆变成一定频率的交流电压送电动机，由逆变电路输出端取出一部分电压作为检测电压反馈CPU电路，检测输出电压的状态，自动改变输出电压。由逆变器前端取出一部分电流反馈CPU作为电流检测，同时CPU还输出各电路控制信号。变频模块温度检测电路，检测模块当前工作温度，如果温度超高经温度传感器，将此时温度转换成一定的信号电压反馈给CPU，CPU便发出控制信号控制电源及MCU电路的频率，使电源与MCU电路转变为正常工作状态，给模块供电，降为正常电压，以免损坏模块。在操作面板相应功能键时，经信号传送电路给CPU，于是CPU便转换为命令，去控制相应电路工作，同时显示电路将变频器此时的各工作状态经显示器反映出来。

（3）变频整流电路　整流电路主要利用二极管的单向导电特性，取交流电的一个半周，就是取交流电一个方向的电压。如果是三相整流电路，就是将三根火线380进行三相整流转变成脉动直流。如是单相整流电路，是将220单相交流电转变成脉动直流。整流电路一般有三相六支整流二极管组成三相整流，也有集成三相整流，如果是单相整流电路，便由集成的单相整流器组成。

（4）滤波电路　采用有极性电解电容器，将整流后脉动直流电中的交流成分滤除，得到纯直流电压，同时储蓄电荷，将整流后的直流电压升压到逆变电路所需工作电压。一般三相变频器经整流电路后，将直流电压升至450左右，最主要的是滤波电路要给逆变电路提供纯直流电，使逆变器工作性能稳定。

（5）制动电路　在调节变频器，使电动机速度下降时，由于惯性的原因，电动机的转速不会马上下降，还处于高速状态，这时电动机转子产生剩磁旋转磁场，使电动机再生发电，产生电动势，通过逆变电路给滤波电容器进行反向充电，使电容器造成电压过高，损坏逆变电路等。为了防止再生电压升高损坏电路，所以采用制动电路，在电动机减速时制动电路启动工作将电容两端电压放电，提高减速制动速度。

（6）逆变电路　如文前彩图1-2所示，在CPU频发电路内部产生的脉冲方波的驱动下将整流电路送来的直流电转变为交流电，而且是具有一定频率的交流电，送负载电动机。一般逆变电路由六支变频管构成，有些是将六支变频管集成在一个模块中，但带有散热片，个别带有风扇。

图1-2　逆变电路与散热器

（7）开关电源电路　如文前彩图1-3所示，主要将主电路送来的几百伏直流电进行变换，转变成各低压直流电压给驱动电路、CPU电路、面板电路等供电。一般由主电路引入的直流电530经直交直变换取得＋24、＋5、±15等几路电压给控制电路及六相驱动、面板显示屏等供电。

图1-3　六相驱动与开关电源实物结构

（8）驱动电路　如文前彩图1-3所示，将MCU板输出的六相脉冲驱动信号进行放大，经光电转换、隔离、功率放大后，去驱动IGBT管的工作。六支驱动管分别按顺序工作，将直流电转换成交流电。

（9）电流、电压、功率模块温度故障检测电路　采用取样电路或反馈电路及温度传感器等转换取出的信号，反馈给CPU电路。将当前机器各种工作状态体现出来，用显示器传递给工程师及检修人员，在机器有故障时，根据显示器和故障代码可知机器的检修范围。

（10）CPU电路　如文前彩图1-4所示，用来接收面板输入的命令，接收各路传感器送来的信号，转换成控制指令，去控制相应电路的工作。同时产生六相脉冲信号输出，经驱动器放大后去驱动变频模块的工作。一般CPU电路由中央处理器芯片与CPU工作条件电路等组成供电、时钟、复位是CPU三大工作条件电路。

图1-4　大功率变频器CPU主控板实物结构

（11）面板及显示电路　显示器用来显示变频器当前的工作状态是故障态还是工作运行状态。在变频器出现故障时，显示器便显示故障代码，体现当前机器的故障所在范围。面板操作就是人为输入命令，操作变频器当前的运行状态。

变频器结构的总结：从变频器整体结构来看，有两大部分。一部分是通过大电流的主路，另一部分是信号处理电路，也称为控制电路、弱信号电路。由现场检修经验可见，变频器主电路中整流电路与变频模块电路容易损坏，有时变频开关电源电路也损坏，CPU电路、信号检测电路、驱动电路损坏率低。