隨著電力電子器件的發展和我國節能減排要求的提高，變頻器控制得到了大量的應用。由于安裝使用量越來越大，在其優勢突顯的同時，不可避免地故障維修量也同時加大了。

變頻器的組成

1、組成變頻器的電子元器件

變頻器內部包含著非常大量的電子元器件，每一個電子元器件都起著至關重要的作用。

這些元器件包括：電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管、IGBT等。連接起這些器件的重要原件就是IC芯片，變頻器內有著大量的運算放大器。使用范圍包括CPU、驅動電路等均需要IC芯片。

2、變頻器內部組成

按功能分，分為主電路，輔助開關電源，控制板以及驅動板。示意圖如下所示：

圖3 變頻器內部組成電路原理圖

根據上圖所示分為四大塊區域：

（1）主回路

主電路裝置由以下順序進行：RST進線（進線上安裝不帶有漏電保護裝置的空氣開關、熔斷器等過電保護裝置，部分安裝壓敏電阻進行過電壓保護）；整流橋（由6個二極管組成，將交流電變為直流電）；充電電阻（啟動時限流作用。并聯接觸器，到達一定電壓后吸合線圈）；吸收電容（濾波作用，在充點電阻和電解電容兩邊各有一個）；保險管（過電流保護功能）；電解電容（充電電容，與前面原件串聯，兩兩電容間并聯均壓電阻）；溫度檢測電路（主要原件為熱敏電阻NTC）；IGBT（由6或7個IGBT組成變頻器最重要的部分，通過改變開關的通斷時間和頻率改變電壓），UVW出線（連接霍爾原件/互感器）。

（2）輔助開關電源

這部分為驅動板和控制板提供+22V、+24V（控制端子、電風扇、繼電器用電）、+5V（CPU用電）、+15V（互感器、模擬芯片用電）、-15V（互感器、模擬芯片用電）等多種電壓，通過多種電壓進行各類信號的觸發。輔助開關電源取自主電路PN兩點電壓。具體如下：

a、主回路：P→電壓器→一次側→開關管→限流電阻→N

b、振蕩回路：啟動電阻→變壓器二次側→整流管→IC芯片Vcc管腳

c、限流保護電路：限流電阻→IC芯片Ifb管腳（反饋電流）

d、輸出電路：整流→濾波→負載

e、穩壓回路：輸出端采集→穩壓管→光耦→IC芯片Ufb管腳（電壓反饋）

（3）控制板

控制板包括大量端子及光耦、CPU、繼電器等。對主回路上IGBT的通斷等進行控制。其供電來自于輔助開關電源，信號經由驅動板改變為電信號，供給IGBT進行通斷。

（4）驅動板

驅動電路決定何時通何種電。驅動電路一般分為四個，N1—N4，其中N1—N3為上三個的IGBT分別供電，N4為下三個IGBT集中供電。常見的驅動器芯片有TLP250、HCPL3120、J312、HCNW3120。

變頻器內部主電路

一、內部主電路結構

采用“交-直-交”結構的低壓變頻器，其內部主電路由整流和逆變兩大部分組成，如圖1所示。從R、S、T端輸入的三相交流電，經三相整流橋（由二極管D1～D6構成）整流成直流電，電壓為UD。電容器C1和C2是濾波電容器。6個IGBT管（絕緣柵雙極性晶體管）V1～V6構成三相逆變橋，把直流電逆變成頻率和電壓任意可調的三相交流電。

二、均壓電阻和限流電阻

上圖中，濾波電容器C1和C2兩端各并聯了一個電阻，是為了使兩只電容器上的電壓基本相等，防止電容器在工作中損壞（目前，由于技術的進步，低壓（380V）變頻器的電解電容大多數可以不需要串聯使用了）。

在整流橋和濾波電容器之間接有一個電阻R和一對接觸器觸點KM，其緣由是：

1、變頻器剛接通電源時，濾波電容器上的電壓為0V，而電源電壓為380V時的整流電壓峰值是537V，這樣在接通電源的瞬間將有很大的充電沖擊電流，有可能損壞整流二極管；

2、端電壓為0的濾波電容器會使整流電壓瞬間降低至0V，形成對電源網絡的干擾。為了解決上述問題，在整流橋和濾波電容器之間接入一個限流電阻R，可將濾波電容器的充電電流限制在一個允許范圍內。

但是，如果限流電阻R始終接在電路內，其電壓降將影響變頻器的輸出電壓，也會降低變頻器的電能轉換效率，因此，濾波電容器充電完畢后，由接觸器KM將限流電阻R短接，使之退出運行。

三、主電路的對外連接端子

各種變頻器主電路的對外連接端子大致相同，如下圖所示。其中，R、S、T是變頻器的電源端子，接至交流三相電源；U、V、W為變頻器的輸出端子，接至電動機；P+是整流橋輸出的+端，出廠時P+端與P端之間用一塊截面積足夠大的銅片短接，當需要接入直流電抗器DL時，拆去銅片，將DL接在P+和P之間；P、N是濾波后直流電路的+、-端子，可以連接制動單元和制動電阻；PE是接地端子。

四、變頻系統的共用直流母線

電動機在制動（發電）狀態時，變頻器從電動機吸收的能量都會保存在變頻器直流環節的電解電容中，并導致變頻器中的直流母線電壓升高。如果變頻器配備制動單元和制動電阻（這兩種元件屬于選配件），變頻器就可以通過短時間接通電阻，使再生電能以熱方式消耗掉，稱做能耗制動。

當然，采取再生能量回饋方案也可解決變頻調速系統的再生能量問題，并可達到節約能源的目的。而標準通用PWM變頻器沒有設計使再生能量反饋到三相電源的功能。

? ? ? ?1、如果將多臺變頻器的直流環節通過共用直流母線互連，則一臺或多臺電動機產生的再生能量就可以被其他電動機以電動的方式消耗吸收。

2、或者，在直流母線上設置一組一定容量的制動單元和制動電阻，用以吸收不能被電動狀態電動機吸收的再生能量。若共用直流母線與能量回饋單元組合，就可以將直流母線上的多余能量直接反饋到電網中來，從而提高系統的節能效果。