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　　【正文】 减速过程中，当变频器的输出频率下降过快时，电动机将处于发电制动状态，拖动系统的动能要回馈到直流电路中，使直流电压上升，导致变频器本身的过电压保护电路动作，切断变频器的输出。为避免出现这一现象，必须将再生到直流电路的能量消耗掉， RB和 VB的作用就是消耗这部分能量。如上图所示。 当直流中间电路的电压上升到一定值时，制动三极管 VB导通．将回馈到直流电路的能量消耗在制动电阻上。 (2)变频器的控制电路 为变频器的主电路提供通断控制信号的电路，称为控制电路。其主要任务是完成对逆变器开关元件的开关控制和提供多种保护功能。控制方式有模拟控制和数字控制两种。目前已广泛采用了以微处理器为核心的全数字控制技术，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种控制功能 ,以充分发挥微处理器计算能力强和软件控制灵活性高的特点，完成许多模拟控制方式难以实现的功能。控制电路主要由以下部分组成 。 1)运算电路 运算电路的主要作用是将外部的速度、转矩等指令信号同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定变频器的输出频率和电压 ? 2)信号检测电路将变频器和电动机的工作状态反馈至微处理器，并由微处理器按事先确定的算法进行处理后为各部分电路提供所需的控制或保护信号。 3）驱动电路 驱动电路的作用是为变频器中逆变电路的换流器件提供驱动信号。当逆变电路的换流器件为晶体管时，称为基极驱动电路；当逆变电路的换流器件为 SCR、 IGBT或 GTO时，称为门极驱动电路。 4)保护电路 保护电路的主要作用是对检测电路得到的各种信号进行运箅处理，以判断变频器本身或系统是否出现异常。当检测到出现异常时，进行各种必要的处理，如使变频器停止工作或抑制电压、电流值等。 通用变频器的蝇型硬件结构如图 4— 56所示。 (3)变频器中的电力半导休器件 目前，变频器中用作逆变的电力半导体器什主要有晶闸管 (SCR)、门极可关断晶闸管 (GTO)、电力晶体管 (GTR)、功率场效应管 (功率 MOSFET)、绝缘栅双极晶体管 (IGBT)、智能功率模块(IPM)等。 1)晶闸管 (SCR)晶闸管没有自关断能力，用门极电流触发，关断时要使正向阳极电流减小到维持电流以下，或者在阳极和阴极间加反向电压。因此在逆变电路中使用时需要另设换流电路，造成电路结构复杂，增加了变频器的成本，但由于元件容量大，在 l 000 kVA以上的大容量变频器中得到广泛应用。 2)门极可关断晶闸管 (GTO) 门极可关断晶闸管是一种可通过门极信号控制导通和关断的晶闸管，与普通晶闸管不同，它是利用门极反向电流而获得自关断能力，因此不需要外部换流电路。由它构成的变频器具有结构简单，体积小，成本低，损耗少等优点，在变频器中正在逐步代替普通晶闸管。 3)电力晶体管 (GTR)电力晶体管主要是采用达林顿连接的双极型晶体管，它既扩大了容量，又保持了晶体管的固有特性，用基极电流可控制其关断，不需换流电路，在开关频率为数千赫的中小容量 PWM(脉冲宽度调制 )变频器中被广泛采用。 4)功率场效应管 (功率 MOSFET)功率场效应管是根据门极电压的电场效应进行导通、关断的单极晶体管，与电力晶体管相比，具有速度快、损耗小、驱动功率小、抗干扰能力强等优点，广泛应用于小容量变频器中。 5)绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 绝缘栅双极晶体管是通过栅极驱动电压来控制的晶体管，它集功率 MOSFET和 GTR的优点于一身，具有输入阻抗高、开关速度陕、驱动电路简单和通态电压低、耐压高等优点，冈此有取代 GTR和功率 MOSFET的趋势。目前变频器主要生产厂家推出的中小容量新产品中大都采用IGBT作为换流器件。 6)智能功率模块 (IPM)智能功率模块是一种将功率开关器件及其驱动电路、保护电路等集成在同一封装内的集成模块。目前 IPM一般采用 IGBT作为功率开关器件，对接收到的控制信号经光电耦合隔离后对 IGBT进行驱动，并同时具有过电流保护、过热保护以及驱动电源电压不足时的保护等功能。 2变频器的工作原理 (I)逆变的基本工作原理 将直流电变换为交流电的过程称为逆变，完成逆变功能的装置叫逆变器，它是变频器的重要组成部分。电压型逆变器的动作原理可用如下图所示机械开关的动作来说明。 当开关 S S2与 SS4轮流闭合和断开时，在负载上即可得到波形如左图 b所示的交流电压，完成直流到交流的逆变过程。用功能与机械开关类似的逆变器开关元件取代机械开关，即得到单相逆变电路。改变逆变器开关元件的导通与截止时间，就可改变输出电压的频率，即完成变频 。 (2)v／ f 控制 v／ f 控制是在改变变频器输出电压频率的同时改变输出电压的幅值，以维持电动机磁通基本恒定，从而在较宽的调速范围内，使电动机的效率、功率因数不下降 。 v／ f 控制是目前通用变频器中广泛采用的控制方式。 三相交流异步电动机在工作过程中铁心磁通处于接近饱和状态从而使铁心材料得到充分利用。在变频调速的过程中，当电动机电源的频率变化时，电动机的阻抗将随之变化，从而引起励磁电流的变化，使电动机出现励磁不足或励磁过强。在励磁不足时电动机的输出转矩将降低，而励磁过强时又会使铁心中的磁通处于饱和状态，使电动机中流过很大的励磁电流，增加电动机的功率损耗，降低电动机的效率和功率因数。因此在改变频率进行渊速时，必须采取措施保持磁通恒定并为额定值。 异步电动机定子绕组的感应电动势 E的有效值为 则 式中 kr定子绕组的绕组系数； Nt每相定子绕组的匝数； f定子电源的频率 (HZ)； Φm铁心中每极磁通的最大值 (Wb) 显然，要使电动机的磁通在整个调速过程中保持不变，只要在改变电源频率的同时改变电动机的感应电动势 E，使其满足 E/ｆ为常数即可。 但由于在电动机的实际调速控制过程中，电动机感应电动势的检测和控制较困难，考虑到正常运行时电动机的电源电压与感应电动势近似相等，只要控制电源电压 U和频率 ,使 U/ｆ为常数，即可使电动机的磁通基本保持不变，采用这种控制方式的变频器称为 v/ｆ控制变频器。 由于电动机的实际电路中存在定子阻抗上的压降，尤其是当电动机低速运行时，感应电动势较低，定子阻抗上的压降不能忽略。采用 v／ｆ，控制的调速系统在工作频率较低时，电动机的输出转矩将下降。 为了政善在低频时的转矩特性，可采用补偿电源电压的方法。即在低频时适当提升电压 U以补偿定子阻抗 E的压降，保证电动机在低速区域运行时仍能得到较大的输出转矩，这种补偿也称为变频器的转矩增强功能。 变频器的转矩增强功能可分为起始转矩增强功能和全范围转矩自动增强功能。所谓起始转矩增强功能指的是在变频器的低频输

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