變頻器為什么先整流為兩相直流電
發(fā)布時(shí)間：2020-09-07 10:57:10來源：
變頻器在工控領(lǐng)域中是一種非常重要的驅(qū)動器件，在現(xiàn)代拖動系統(tǒng)中尤其是在交流拖動調(diào)速自動控制系統(tǒng)中變頻器是“主力軍”，例如在家用空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱以及在數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng)都用到了變頻技術(shù)。
不論是單相變頻還是三相變頻一般都采用了先進(jìn)的矢量控制和SPWM調(diào)制等技術(shù)，由于變頻器是一種先進(jìn)的交流驅(qū)動器其總體電路還是比較復(fù)雜的，對于變頻器為什么先整流成直流電我先談?wù)勎业目捶ā?
變頻器的基本結(jié)構(gòu)
要回答這個(gè)問題我們先從變頻器的基本構(gòu)成說起，因?yàn)楝F(xiàn)在的變頻器大部分采用了交流環(huán)節(jié)到直流環(huán)節(jié)然后再到交流環(huán)節(jié)的工作過程。交流到直流這個(gè)環(huán)節(jié)就是通過橋式整流來完成的，整流后的直流電再經(jīng)過逆變電路變換成電壓和頻率都連續(xù)可調(diào)的交流電。在這三個(gè)環(huán)節(jié)中其中有兩個(gè)環(huán)節(jié)需要控制電路來參與控制，那就是整流環(huán)節(jié)和逆變電路環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)原理框圖如下圖所示。我們從變頻器的整個(gè)簡單的原理框圖知道了通用變頻器的基本架構(gòu)。
變頻器整流成直流電的原因
題主提出是兩相直流電，我認(rèn)為這種說法欠妥因?yàn)樵谥绷麟娭兄挥姓?fù)之分沒有相數(shù)之說。那么為什么要整流出直流電這是根據(jù)變頻器主電路中的逆變部分所用電力元器件所決定的，例如下圖中的逆變電路中其功率輸出元件一般都是運(yùn)用了大功率電力晶體管（GTR）或者絕緣柵雙極晶體管（IGBT）等，這類功率管只能在直流電壓下工作，無法在交流電路中使用，我想這是必須先整成直流電的原因之一。
另一個(gè)原因我是這樣認(rèn)為的，因?yàn)樵?ldquo;交--直--交”類型的變頻器中，要想得到輸出電源頻率比輸入電源頻率高的的必須要用到SPWM（正弦脈寬調(diào)制）技術(shù)，這種正弦脈寬調(diào)制技術(shù)必須由變頻器控制直流電中的逆變管才能實(shí)現(xiàn)，所以我認(rèn)為這是把交流電整成直流電的又一個(gè)理由。
所以我認(rèn)為對于通用型變頻器鑒于以上兩點(diǎn)，必須先把三相交流電整成直流電才能完成后續(xù)的變頻環(huán)節(jié)，否則無法實(shí)現(xiàn)SPWM。
不需整流環(huán)節(jié)的變頻器
由于現(xiàn)在變頻技術(shù)方法很多，在“交流--交流”環(huán)節(jié)的變頻器中就不需要整流電路，它可以直接把固定頻率的三相交流電變換成頻率可調(diào)的三相交流電，可以省去中間的直流環(huán)節(jié)。反而這種變頻器的變換效率會更高。任何事物都有其一定的“短板”，這種變頻器只能在工頻（50HZ）以下進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速范圍比較窄，在拖動低速大容量的交流調(diào)速中選擇它比較好。
由于現(xiàn)在變頻技術(shù)方法很多，在“交流--交流”環(huán)節(jié)的變頻器中就不需要整流電路，它可以直接把固定頻率的三相交流電變換成頻率可調(diào)的三相交流電，可以省去中間的直流環(huán)節(jié)。反而這種變頻器的變換效率會更高。任何事物都有其一定的“短板”，這種變頻器只能在工頻（50HZ）以下進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速范圍比較窄，在拖動低速大容量的交流調(diào)速中選擇它比較好。