电压型变频器异步电动机的U/f比恒定控制的构成

    实现电压型变频器异步电动机系统的恒定控制的方式很多，如果采用正弦PWM进行电压和频率的控制系统控制部分需要提供频率可变、幅值随频率变化的正弦设定信号。使用模拟电子技术产生正弦信号并不困难，但若需要信号的幅值正比于频率的变化，或按某种规律变化，则采用数字电路较易实现。

    图7-2    恒定控制的PWM变频器的主电路的控制部分

   U/f恒定控制的PWM变频器中，PWM控制部分原理图如图7-2所示。图中LA为加减速控制环节，它将阶跃的速度设定信号变为缓慢变化的设定信号，以减小起动和制动时的电流冲击。μ-COM为微型计算机处理单元，它包括存有正弦波形的数据的只读存储器EPROM和产生EPROM地址的计数器。VFC为压频变换器，它将速度设定的电压信号变为频率信号（脉冲），反映速度（电压）设定的脉冲送入μ-COM中的计数器，计数器的数据作为EPROM的地址，改变计数频率，即可改变EPROM的地址扫描频率变化。EPROM的数据送至数/模转换器(DAC)，DAC有乘法功能，它的电压参考端直接接至速度（电压）设定端（VFC的输入）。DAC的输出电压波形的幅值正比于速度设定值，从而实现U/f恒定控制。控制电压和三角波进行调制获得变频器主电路开关器件IGBT通断所需要PWM控制信号。

   U/f恒定控制的PWM变频器的电路通常为交-直-交电压型变频器，输入接至三相电源，输出接三相异步电动机。中小容量变频器常采用可关断电力电子器件如大功率晶体管( GTR)或绝缘栅双级型晶体管( IGBT)作为开关器件，构成三相桥式逆变电路；大容量变频器采用可关断晶闸管（GTO晶闸管）或晶闸管( SCR)作为开关器件。当采用晶闸管(SCR)作为开关器件时，由于晶闸管不能控制关断，需要采用辅助换相电路。在主电路中还包括整流环节，通常使用普通电力二极管构成三相不可控整流桥，它将三相交流电整流成直流，经滤波电容器滤成平稳的直流。滤波电容器和整流桥之间接有充电限流电阻。当变频器按通电源时，由于直流滤波电容器的电压不能突变，如果没有充电限流电阻，整流二极管和电容器将会流进很大的充电电流。充电限流电阻的作用就是要限制充电电流。一旦充电结束，电容器的电压达到正常工作电压时，充电限流电阻被断电器短接。滤波后的直流电作为逆变器的输入，经逆变桥逆变成三相交流电提供给三相异步电动机。

    变频器的控制电路除了上述PWM生成部分之外，还包括电力电子器件的驱动电路。它将PWM控制信号（通常为逻辑电平）经隔离、放大，变成可以控制电力电子器件导通、关断的电压或电流信号。不同类型的电力电子器件需要不同的驱动电路。驱动电路的基本要求是提供足够的开通电压或电流，以及可靠的关断电压或电流。

    保护部分应保证变频器不会发生永久性破环。有硬件保护和软件保护时，它们均需要对保护对象进行快速检测，并根据预先设置的保护动作设定值，分别进行处理并给出相应的故障信息。

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