1.2 變頻器的基本結構及原理

變頻器的功能是將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉換成頻率可變的交流電源提供給電動機，通過改變交流電源的頻率來對電動機進行調速控制。變頻器種類很多，主要可分為兩類：交-直-交型變頻器和交-交型變頻器。

1.2.1 交-直-交型變頻器的結構與原理

交-直-交型變頻器利用電路先將工頻電源轉換成直流電源，再將直流電源轉換成頻率可變的交流電源，然后提供給電動機，通過調節輸出電源的頻率來改變電動機的轉速。交-直交型變頻器的典型結構如圖1-2所示。

下面對照圖1-2所示結構說明交-直-交型變頻器的工作原理。

三相或單相工頻交流電源經整流電路轉換成脈動的直流電，直流電再經中間電路進行濾波平滑，然后送到逆變電路，與此同時，控制系統會產生驅動脈沖，經驅動電路放大后送到逆變電路，在驅動脈沖的控制下，逆變電路將直流電轉換成頻率可變的交流電并送給電動機，驅動電動機運轉。改變逆變電路輸出交流電的頻率，電動機轉速就會發生相應的變化。

整流電路、中間電路和逆變電路構成變頻器的主電路，用來完成交-直-交的轉換。由于主電路工作在高電壓、大電流狀態，為了保護主電路，變頻器通常設有主電路電壓檢測和輸出電流檢測電路，當主電路電壓過高或過低時，電壓檢測電路則將該情況反映給控制電路；當變頻器輸出電流過大（如電動機負荷大）時，電流取樣元件或電路會產生過流信號，經電流檢測電路處理后也送到控制電路。當主電路出現電壓不正常或輸出電流過大時，控制電路通過檢測電路獲得該情況后，會根據設定的程序進行相應的控制，如讓變頻器主電路停止工作，并發出相應的報警指示。

控制電路是變頻器的控制中心，當它接收到輸入調節裝置或通信接口送來的指令信號后，會發出相應的控制信號去控制主電路，使主電路按設定的要求工作，同時控制電路還會將有關的設置和機器狀態信號送到顯示裝置，以顯示有關信息，便于用戶操作或了解變頻器的工作情況。

變頻器的顯示裝置一般采用顯示屏和指示燈；輸入調節裝置主要包括按鈕、開關和旋鈕等；通信接口用來與其他設備（如可編程序控制器PLC）進行通信，接收它們發送過來的信號，同時還將變頻器有關信息反饋給這些設備。

1.2.2 交-交型變頻器的結構與原理

交-交型變頻器利用電路直接將工頻電源轉換成頻率可變的交流電源并提供給電動機，通過調節輸出電源的頻率來改變電動機的轉速。交-交型變頻器的結構如圖1-3所示。從圖1-3中可以看出，交-交型變頻器與交-直-交型變頻器的主電路不同，它通過交-交變頻電路直接將工頻電源轉換成頻率可調的交流電源的方式進行變頻調速。

交-交變頻電路一般只能將輸入交流電頻率降低輸出，而工頻電源頻率本來就低，所以交交型變頻器的調速范圍很窄，另外這種變頻器要采用大量的晶閘管等電力電子器件，導致裝置體積大、成本高，故交-交型變頻器的使用遠沒有交-直-交型變頻器廣泛，因此本書主要介紹交-直-交型變頻器。