变频器的结构与原理

随着科学技术的不断发展，很多新的应用型技术被广泛使用到制冷和空调技术领域，变频器技术就是其中的一种。这种技术的应用使电冰箱、空调器在高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等方面有了进一步的提高。变频已经成为电冰箱、空调器的发展趋势。下面我来简要地介绍一下变频器技术。

1、变频器的基本结构图

整流电路把三相 （也可以是单相）交流电转换为直流电。逆变电路把直流电 转换为频率可调的三相（或单相）交流电。

2、逆变桥

逆变电路又称为逆变桥或逆变器，是变频器的核心部分。它可分为单相逆变桥和三相逆变桥两种电路。下面是这两种逆变桥的结构图。

逆变桥的两种状态不断地反复交替，就会在负载上产生交变电压，这就是逆变桥将直流电变为交流电的逆变过程。负载上产生的交变电压波被称为载波，其频率被称为载波频率。

3、变频器的逆变开关器件

由于逆变开关器件工作时要反复地交替导通、截止，所以变频器电路对这些开关器件的性能要求很高。

1）它要能承受足够大的电压和电流。

逆变开关器件的耐压值应在1000V以上，允许承受的 电流应大于700A以上。

2）它要允许频繁地导通和截止。

从原理上看，逆变过程正是开关器件长时间地反复交替导通和截止的过程。这样频繁地导通和截止是有触点开关器件无法承受的，必须依赖于无触点开关器件，即半导体开关器件，而要使半导体开关器件承受如此大的电流和如此高 的电压是很不容易做到的。正是这个原因使变频器很晚才进入实用阶段。

3）它的导通和截止的控制必须十分方便。

无触点的半导体开关器件的控制却是非常容易实现的。

4）绝缘栅双极型晶体管(IGBT)

目前，变频器主要使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为逆变开关器件，它使变频器在许多方面的性能都得到了很大的提高。

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是场效应管(MOSFET)和大功率晶体管(GTR)相结合的产物。它的主体部分与大功率晶体管相同，也有集电极(C) 和发射极(E)。栅极(G) 的结构与场效应晶体管相同, 是绝缘栅结构。因为栅极的结构与场效 应晶体管相同，所以栅极与发射极之间的输入阻抗很大，需要输入控制信号的电流与功率都很小。主体部分与大功率晶体管相同， 所以可以输出较大的电压与电流。