变频器原理概述

    我们知道变频器是利用半导体器件的通断作用来实现的，艾特贸易网小编介绍如何实现通断，通断后又如何实现变频。最早而又最广泛应用的电能变换设备是方波逆变器，输出的交流波形为方波。方波逆变器有自励式和他励式两类：自励式是通过变压器耦合的正反馈作用而产生自励振荡，将直流电压变成交流方波电压。所以也叫磁耦合振荡器。他励式包括推挽式、半桥式、全桥式等。前者适用于对输出波形要求不高，且不需要调压100VA以下的小功率场合，后者适用于对波形要求不高，需要调压的中大功率场合。如图2-1所示为全桥式波逆变器拓扑及其感性负载时的原理波形。方波逆变器谐波成分很大，总的谐波畸变度THD (Total Hamonic Distortion factor)为各次谐波分量有效值平方之和的开方与基波分量有效值的比值，即

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    总的谐波畸变度高达48%，就120。脉宽矩形波而言，其THD也达30%。要达到正弦波形，必须加上笨重的LC滤波器，后来利用多重移相叠加阶梯波合成，如图2-2所示为阶梯波合成逆变器的电路结构及原理波形，其谐波大为减小，但其电路结构过于复杂。经过发展到现在广泛应用脉宽调制技术的逆变器，不仅电路简单，谐波也小。本章重点介绍脉宽调制变频器的原理。

    图2-1    全桥式方波逆变器拓扑及其感性负载时的原理波形

   (a)电路拓扑；(b)感性负载时原理波形

    图2-2    阶梯波合成逆变器的电路结构及N=6时原理波形

   (a)电路结构；(b)变压器绕组联结；(c)原理波形