主电路（续）
泵升限制电路——由于二极管整流器不能为 异步电机的再生制动提供反向电流的通路，所 以除特殊情况外，通用变频器一般都用电阻吸 收制动能量。减速制动时，异步电机进入发电 状态，首先通过逆变器的续流二极管向电容C 充电，当中间直流回路的电压（通称泵升电压） 升高到一定的限制值时，通过泵升限制电路使 开关器件导通，将电机释放的动能消耗在制动 电阻上。为了便于散热，制动电阻器常作为附
所谓“通用”，包含着两方面的含义： （1）可以和通用的笼型异步电机配套使用； （2）具有多种可供选择的功能，适用于各种
不同性质的负载。
下页图绘出了一种典型的数字控制通用变 频器-异步电动机调速系统原理图。
1. 系统组成
K
UR
RR00
RR11
RRbb
UI
~
M 3~
RR22
VTb
显示
单
设定
片
机
接口
件单独装在变频器机箱外边。
二极管整流电流波形具有较大的谐波分 量，使电源受到污染。
为了抑制谐波电流，对于容量较大的 PWM变频器，都应在输入端设有进线电抗 器，有时也可以在整流器和电容器之间串 接直流电抗器。还可用来抑制电源电压不 平衡对变频器的影响。
电路分析（续）
控制电路——现代PWM变频器的控制电路 大都是以微处理器为核心的数字电路，其 功能主要是接受各种设定信息和指令，再 根据它们的要求形成驱动逆变器工作的 PWM信号，再根据它们的要求形成驱动逆 变器工作的PWM信号。微机芯片主要采用 8位或16位的单片机，或用32位的DSP，现 在已有应用RISC的产品出现。
控制电路（续）
信号设定——需要设定的控制信息主要有：U/f 特性、工作频率、频率升高时间、频率下降时间 等，还可以有一系列特殊功能的设定。由于通用 变频器-异步电动机系统是转速或频率开环、恒 压频比控制系统，低频时，或负载的性质和大小 不同时，都得靠改变 U / f 函数发生器的特性来补 偿，使系统达到恒定，甚至恒定的功能（见第 6.2.2节），在通用产品中称作“电压补偿”或 “转矩补偿”。
好在不少机械负载，例如风机和水泵，并 不需要很高的动态性能，只要在一定范围 内能实现高效率的调速就行，因此可以只 用电机的稳态模型来设计其控制系统。
为了实现电压-频率协调控制，可以采用转 速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方 案，这就是常用的通用变频器控制系统。
转速开环型控制系统
电压/频率比控制是控制定子电压和定子频 率，使定子电压以一定的函数关系跟踪定 子频率的变化，从而在调频调速过程中近 似地保持电机气隙磁通不变的一种控制方 法。
中间直流电压可调的电压型逆变器－异步 电机变频调速系统控制电路由基准部分、 整流器控制部分和逆变器控制部分组成。
电源
~
1、基准部分
整
2、整流器控制部分
流
电流 检测器
基 准 部 分
可控整流器 1
脉冲 放大器
相位 控制器
电流 调节器
电压 检测器
六拍逆变器
异步电机
M
脉冲
第二节 异步电动机变频调速控制系统
变频调速控制系统
常规交－直－交变频器原理图
PWM 交－直－交变频器原理 图 电力机车整流部分为四 象限脉冲整流器
引言
直流电机的主磁通和电枢电流分布的空间 位置是确定的，而且可以独立进行控制， 交流异步电机的磁通则由定子与转子电流 合成产生，它的空间位置相对于定子和转 子都是运动的，除此以外，在笼型转子异 步电机中，转子电流还是不可测和不可控 的。因此，异步电机的动态数学模型要比 直流电机模型复杂得多，在相当长的时间 里，人们对它的精确表述不得要领。
控制电路（续）
PWM信号产生——可以由微机本身的软件产生， 由PWM端口输出，也可采用专用的PWM生成电 路芯片。
检测与保护电路——各种故障的保护由电压、电 流、温度等检测信号经信号处理电路进行分压、 光电隔离、滤波、放大等综合处理，再进入A/D 转换器，输入给CPU作为控制算法的依据，或者 作为开关电平产生保护信号和显示信号。
转速开环型控制系统
如果变频调速系统长期处于稳定运行状态 而不需要频繁起动和制动；或者负载特性 比较固定，基本上不需要因电机特性差异 而进行调整的一类负载（风机、水泵等节 能调速），可以采用电压闭环、转速开环 的控制系统。
电压/频率比控制稳态特性
电压/频率比控制时的各种稳态运行特性通
常是以转差频率为恒坐标给出的。
Is
（f fs ,
f
）
sl
cos f ( fs , fsl )
Ir f ( fs , fsl ) T f ( fs , fsl )
P f ( fs , fsl ) sM f ( fs , fsl )
Q f ( fs , fsl ) rM f ( fs , fsl )
电压/频率比控制稳态特性
电压 泵升 电流 检测 限制 检测
温度 电流 检测 检测
PWM 发生器
驱动 电路
2. 电路分析
主电路——由二极管整流器UR、PWM逆 变器UI和中间直流电路三部分组成，一般 都是电压源型的，采用大电容C滤波，同 时兼有无功功率交换的作用。
主电路（续）
限流电阻：为了避免大电容C在通电瞬 间产生过大的充电电流，在整流器和滤 波电容间的直流回路上串入限流电阻 （或电抗），通上电源时，先限制充电 电流，再延时用开关K将短路，以免长 期接入时影响变频器的正常工作，并产 生附加损耗。
电压/频率比控制稳态特性
6.5.1 转速开环恒压频比控制调速系统—— 通用变频器-异步电动机调速系统
概述 现代通用变频器大都是采用二极管整流
和由快速全控开关器件 IGBT 或功率模块 IPM 组成的PWM逆变器，构成交-直-交电 压源型变压变频器，已经占领了全世界 0.5~500KVA 中、小容量变频调速装置的 绝大部分市场。
放大器
逆
变
器
脉冲 分配器
控 制
部
分
电压－频率
变换器
电流 比较器
电压 调节器
电压比较器
绝对值 变换器
输入 限制器
正反转 控制器
速度 给定
中间直流电压可调的电压型六拍逆变器－异步电机变频调速系统的电压/频率比 控制系统框图
转速开环型控制系统
电压/频率比控制，无法控制异步电机的转 差频率，对于多台电动机由同一台逆变器 供电的情况，各台异步电机的转差频率一 般是不同的，即使同一台异步电机，转差 频率的大小也是随负载的大小而变化的。 是一种频率（转速）的开环控制，并不能 对电机的转速进行精确的控制。