三相变频电源工作原理

2022-12-19

  三相供电系统输入为三相三线制380V/50Hz交流市电,输出为三相四线制0-500V、60Hz交流电。它可分为电源转换主电路和控制电路两部分。为了提高三相输出对不平衡负载的适应性,三相变频电源的主电路和控制电路按三组的单相电源设计,其中AC-DC部分为桥式整流,通过交流接触器软启动,经电解电容滤波,获得稳定电流。整改具有以下特点:

  1、整流部分启动,用交流接触器实现“软”启动,减少对电网的冲击

  逆变部分采用单相全桥结构,三相系统有三组相同的单相逆变器,共用一条直流母线,是电源的核心。逆变器选用作为开关元件,高开关频率,用正弦脉宽调制控制,通过脉宽调制将稳定的直流电转换为交流电输出。交流基频是所需的电源输出频率。逆变器输出的脉宽调制波经输出LC滤波电路滤波,输出正弦波交流电。三相变频电源的输出彼此相差120电角度。它们在变压器的初级侧相互电气,在变压器的次级侧呈星形连接,输出所需的三相交流电。

  为了提高电磁兼容性能,在电源的输入输出端连接了抗干扰滤波器。由智能集中监控、单相电压及波形控制、逆变控制、输出检测、故障检测及保护、运行显示界面、控制电源等部分组成,完成输出频率、电压及波形的电力系统。控制、系统故障诊断与保护、运行与状态等功能。其中,电压和波形控制针对单相输出,采用三组的单相控制器,使三相变频电源的任意一相都可以作为单相电源使用,以及能适应任何不平衡负载,从而大大提高了负载适应能力。

  2、驱动及保护电路

  驱动和保护电路是针对单相逆变桥设计的,与单相逆变桥一起组装成单相逆变单元模块,散热器。内部有快速光耦隔离,适合20kHz左右的高频开关操作,有过流保护功能,用15V/-10V双电源供电,提高抗干扰能力。

  三相变频电源过流保护采用单管在线保护与桥臂集中保护相结合的双重过流保护方案。单管在线保护由内部保护电路完成,集中保护电路采用响应极快的HL电流传感器检测直流母线电流。当电路超过设定阈值时,保护电路动作,阻断反桥所有驱动信号。过压保护使用与无感电容器并联的直流母线来吸收开关期间的电压尖峰。对于过流保护时关断大电流的产生电压尖峰,缩短直流连线以减小分布电感。适当降低保护阈值,增加吸收,此外,驱动板还设有功率器件过热和直流母线欠压两种保护。