變頻器采用交 - 直 - 交變換系統(tǒng)架構(gòu)，經(jīng)由整流、濾波、逆變這三大核心環(huán)節(jié)達(dá)成變頻控制目標(biāo)。
調(diào)速用變頻器主要由三大部分構(gòu)成：主電路、控制電路以及保護(hù)電路。
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一、變頻器工作原理
（一）整流階段
依靠三相橋式整流電路，把頻率為 50Hz 的工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)直流電。輸出的直流電壓和輸入的交流電壓幅值息息相關(guān)，例如，當(dāng)交流輸入電壓為 380V 時(shí)，對(duì)應(yīng)的直流輸出電壓大約在 540V 左右。
（二）中間濾波階段
在電壓型變頻器中，運(yùn)用大容量鋁電解電容器組來(lái)平滑電壓波動(dòng)；電流型變頻器則借助電感元件抑制電流的急劇變化。此外，制動(dòng)單元在處理再生能量過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
（三）逆變階段
IGBT 功率器件承擔(dān)高頻開(kāi)關(guān)職責(zé)，其開(kāi)關(guān)頻率通常達(dá)到 10kHz 以上。運(yùn)用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，生成近似正弦波的波形。通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)脈沖寬度以及頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的有效控制。
二、變頻器逆變?cè)碓斒?/div>
變頻器的逆變?cè)碇饕诿}寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)器件通斷時(shí)序的精細(xì)掌控，將直流電轉(zhuǎn)化為頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的交流電，這一轉(zhuǎn)化過(guò)程即被稱為 “逆變”。
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以單相逆變?cè)韴D為例，圖中標(biāo)注的 1、2、3、4 為 IGBT。當(dāng)在 IGBT 的 “柵極 G”施加信號(hào)時(shí)，其 “CE” 之間便導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn) “開(kāi)” 的動(dòng)作；反之，若撤去該信號(hào)，則 “CE” 之間關(guān)斷，達(dá)成 “關(guān)” 的效果。
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在上半周時(shí)段，若信號(hào)觸發(fā) 1 和 4 號(hào) IGBT 開(kāi)通，同時(shí) 2 和 3 號(hào) IGBT 處于關(guān)閉狀態(tài)，那么母線電壓經(jīng)負(fù)載 R 形成從正極至負(fù)極的電流回路，負(fù)載 R 上便會(huì)有向下方向的電流流過(guò)。
進(jìn)入下半周后，信號(hào)促使 1 和 4 號(hào) IGBT 關(guān)閉，與此同時(shí)，2 和 3 號(hào) IGBT 被信號(hào)激活開(kāi)通，負(fù)載 R 上隨之出現(xiàn)向上方向的電流。
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如此這般，便完成了電流的 “交流” 變換。從上述演示過(guò)程可以觀察到，負(fù)載 R 上的電壓呈現(xiàn)為 “方波” 狀態(tài)。然而，這種 “方波” 電壓是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)常規(guī)的 “感應(yīng)” 電機(jī)的。為了使電機(jī)能夠正常運(yùn)行，必須將該 “方波” 電壓轉(zhuǎn)化為 “正弦” 電壓。
三、方波到正弦波的轉(zhuǎn)化
若能在 “半周期” 內(nèi)，借助特定技術(shù)將 “方波” 轉(zhuǎn)化為半個(gè)周期（0 - π）的 “正弦” 波，就完成了整個(gè) “逆變” 流程的關(guān)鍵一步。
這一轉(zhuǎn)化過(guò)程正是通過(guò) PWM（pulse width modulation，脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)實(shí)現(xiàn)。具體而言，就是利用三角波作為載波，將正弦波（作為信號(hào)波、調(diào)制波）調(diào)制到該載波之上。經(jīng)此調(diào)制后，能夠得到具有規(guī)律性寬窄變化的方波信號(hào)，這整個(gè)操作流程被命名為 PWM。
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