典型主电路实例分析二

图8-12所示是另一种类型的变频器主电路,它由主电路和为整流晶闸管提供触发脉冲的电路组成。

三相交流电压经R、S、T端子送入变频器,经3个晶闸管和3个二极管构成的三相半控桥式整流电路对滤波电容(由电容C₁₀~C₁₅串并联组成)充电,在电容上得到很高的直流电压。与此同时,驱动电路送来6路驱动脉冲,分别加到逆变电路6个IGBT的栅、射极,6个IGBT工作,将直流电压变换成三相交流电压,从U、V、W端子输出,去驱动三相电动机运转。

AVR1、AVR2、AVR3为压敏电阻,用于抑制过高的输入电压。C₁~C₉为抗干扰电容,用于将三相交流电压中的高频干扰信号旁路到地,防止它们窜入主电路。R₂、R₃、DSP1为主电路电源指示电路,当主电路中存在电压时,发光二极管DSP1会导通发光。C₁₀~C₁₅通过串并联组成滤波电容,每个电容容量、耐压均为1500μF/400V,6只电容串并联后总容量/耐压为2250μF/800V,由于电容容量大,在电动机减速或制动时,电动机再生电流短时对电容充电仅会使电容两端电压略有上升,这就像是装相同量的水,大杯子水位上升较小杯子更少一样,滤波电容容量大,它对再生电流阻碍小,这样返回到电动机的再生电流较大(再生电流途径:电动机→逆变电路上半部二极管→滤波电容→逆变电路下半部二极管→电动机),再生电流产生的制动转矩可满足电动机制动要求,因此主电路中未采用专门的制动电路。C₁₆~C₁₈容量小,主要用于滤除主电路中的高频干扰信号。CS1、CS2、CS3为电流检测器件,当逆变电路输出电流过大时,这些器件会产生过电流信号送至电流检测电路处理,再送给控制系统,使之作出相应的保护控制。

图8-12 典型主电路电路图(二)(www.xing528.com)

本电路除了未采用专门的制动电路外,也没有采用类似于图8-11一样的开机充电限流电路,它以开机预充电方式保护整流电路。R₁、FU₁、D₁组成开机预充电电路,在开机时,三相整流电路中的3个晶闸管无触发脉冲不能导通,整个三相整流电路不工作,而R端输入电压经R₁、FU₁、D₁对滤波电容C₁₀~C₁₅充电,充电电流途径为:R端→R₁、FU₁、D₁→P0、P1之间短路片→滤波电容C₁₀~C₁₅→分作两路,一路经整流二极管到S端,另一路经整流二极管到T端。开机预充电电路对滤波电容预充得较高的电压,然后给三相整流电路中的3个晶闸管送触发脉冲,三相整流电路开始工作,由于滤波电容两端已充得一定电压,故不会再有冲击电流流过整流电路的整流器件。

本电路的整流电路采用三相半控桥式整流电路,它由3个晶闸管(可控整流器件)和3个整流二极管(不可控整流器件)组成。晶闸管工作时需要在G、K极之间加触发信号,该触发信号由DU2(1455、555时基集成电路)、DQ2、DPH2和DQ3等器件构成的晶闸管触发电路产生。

晶闸管触发电路工作原理:开机后,变频器的开关电源工作,它一路电压经变压器DT1送到二极管D₇、DC31构成的半波整流电路,在DC31上得到直流电压,该电压经电阻DR11送到DU2的电源脚(Vcc),DU2与外围元器件组成多谐振荡器,从OUT脚(3脚)输出脉冲信号,送到光耦合器DPH2。当控制系统通过端子排24脚送一高电平到DPH2时,DPH2内部发光二极管发光,内部光敏晶体管随之导通,DU2输出的脉冲信号经DPH2送到晶体管DQ2放大,再由DQ3进一步放大后输出,一分为三,分别经二极管DD24、DD23、DD74等器件处理后,得到3路触发脉冲,送到三相整流电路的3个晶闸管的G、K极,触发晶闸管导通,三相整流电路开始正常工作。DU2外围未使用可调元器件,故其产生的触发脉冲频率和相位是不可调节的,因此无法改变3个晶闸管的导通情况来调节整流输出的直流电压值。