变频器中的转速控制电路的工作原理

    转速控制电路主要是通过对逆变电路中电力半导体器件的开关控制，来实现输出电压频率发生变化，进而实现控制电动机转速的目的。

    从所驱动电动机类型上来分，转速控制电路（变频控制方式）有两种方式，即交流变频方式和直流变频方式。

   (1)交流变频

    交流变频是把380/220V交流市电转换为直流电源，为逆变电路提供工作电压，逆变电路在变频器的控制下再将直流电“逆变”成交流电，该交流电再去驱动交流感应电动机，“逆变”的过程受转速控制电路的指令控制，输出频率可变的交流电压，使电动机的转速随电压频率的变化而相应改变，这样就实现了对电动机转速的控制和调节，如图2-27所示。

    图2-27    交流变频的工作原理示意图

   (2)直流变频

    直流变频同样是把交流市电转换为直流电，并送至逆变电路，逆变电路同样受微处理器指令的控制。微处理器输出转速脉冲控制信号经逆变电路变成驱动电动机的信号，该电动机采用直流无刷电动机，其绕组也为三相，特点是控制精度更高。

    图2-28所示为采用PWM脉宽调制的直流变频控制电路原理图。该类变频控制方式中，按照一定规律对脉冲列的脉冲宽度进行调制。整流电路输出的直流电压为逆变电路供电，逆变电路受微处理器控制。

    图2-28    采用PWM脉宽调制的直流变频控制电路原理图

    直流无刷电动机的定子上绕有电磁线圈，采用永久磁铁作为转子。当施加在电动机上的电压或频率增高时，转速加快；当电压或频率降低时，转速下降。这种变频方式在变频空调器中得到广泛的应用。

    在变频系统中，对电动机转速控制采用PWM控制方式（脉宽调制），即用速度的控制量去调制载波脉冲的宽度，图2-29所示是PWM方式的信号波形，每个脉冲的周期相等，但脉冲的宽度不等。这种信号脉冲的宽度越宽，平均电压则越高，则表示输出的能量越多。

    图2-29    PWM方式的信号波形

    目前，通用变频器均采用脉宽调制( PWM)技术来控制逆变器中的开关晶体管（导通与截止）。具体PWM控制方式有很多种，在变频电路中用得较多的是正弦脉宽调制(SPWM)方式。这种方式是脉冲的宽度和占空比按正弦规律分布，如图2-30和图2-31所示。当正弦量（幅值）较小时，脉冲的占空比也小，反之，当正弦量（幅值）较大时，脉冲的占空比也大，而且正弦量的频率与脉冲的频率相对应。

    图2-30    脉宽调制信号变为正弦波形状（拟似正弦波）

    图2-31所示脉冲/正弦的变换方式，即脉宽调制信号可以改变正弦信号的电压幅度，也可以改变正弦信号的频率，这种方式更容易对交流电动机的转速进行控制。

    图2-31    脉冲/正弦的变换方式