每個電子愛好者都遇到過 VFD 一詞。VFD是Variable Frequency Drive的縮寫，也稱為Variable Speed Drives and Inverters。它的主要用途是管理交流電機的速度。簡而言之，它們是電機控制器，可根據電機的特定要求調節提供給電機的頻率和電壓。通常，VFD 原理圖的三個主要組件是整流器、直流鏈路和逆變器。 

在這里，我們探討了 VFD 橋接電路的概念、VFD的不同部分、類型及其優缺點。 

小型變頻器 

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1.什么是VFD電路，它是如何工作的？

如上所述，變頻驅動器使交流電機規格以可變速度工作。您應該注意到交流電機通過改變用于運行它的電壓頻率來改變其速度。這意味著當您向交流電機施加 50Hz 的電壓時，電機以額定速度運行。但是，如果您使用的輸入電壓超過 50 Hz，則發動機的運行速度會超過額定轉速。但如果您提供的電壓頻率低于 50 Hz，則電機運行緩慢。

根據 VFD 工作原理，電子控制器改變發送到感應電機的電壓頻率。隨著先進微處理器的發明，VFD 作為一種可變設備運行，控制電機的速度并在工作和工作期間防止過電流。 

變頻驅動電路可確保電機在運行時產生過量電流，從而有助于降低公用事業成本。目前，您會注意到VFD 原理圖是用于控制系統的一種流行的輸出晶體管類型。這種轉換交流電源頻率的電氣設備，即 VFD 電路，由三部分組成。這些部件是全波橋式整流器、直流鏈路和逆變器。

（變頻電路的工作原理）

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三相變頻器的基本電路框圖

三個重要部分構成了 VFD 的框圖。這些部分包括

• 電源轉換區。

• 微處理器的控制部分負責 VFD 操作的控制。

• 功耗部分將交流電壓更改為直流電壓。此外，將直流電變回三相電壓。

（三相變頻器）

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VFD電路由三部分組成

整流器 

它調節輸入的三相交流電并將其轉換為直流電。單相低功率 VFD 具有使用二極管的單相整流電路。盡管如此，三相 VFD 具有使用 SCR 的三相整流器電路，因為SCR有利于高正電壓和高功率應用。

直流中間電路/直流濾波器

直流電路提供平滑、改進的直流電壓。此外，它被標記為包含一些電容器和電感器的 DC-Link 或 DC 總線。在 VFD 非穩態電路的這一部分中，消除了直流電源中輸出引腳的紋波段。

逆變器

逆變器協助打開和關閉直流電，使電機獲得類似于交流電的脈動電壓。控制交替率以改變施加到發動機的模擬交流電的頻率。這是至關重要的，因為 VFD 電路的主要功能取決于此部分，而 VFD 使用全控逆變器電路。總之，通過受控逆變電路，輸出交流電源的波形允許電機運行。

2. 不同類型的 VFD

VFD 的三種主要類型是VSI、CSI和PWM。

VSI

在這三者中，VSI（電壓源逆變器）是最常見的類型。VSI 的操作需要通過簡單的二極管電橋和電容器將交流信號轉換為直流信號來儲存能量。然后逆變器利用保留的電源來切換控制以提供所需的輸出。毫無疑問，使用 VSI 有利有弊。

（三相電壓源逆變器電路（VSI）

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好處

• VSI 的生產和安裝具有成本效益。

• 此外，它還利用了多個電機控制設施，可與單個 VSI 型 VFD 連接。

• 它具有良好的速度范圍。

• 設計簡單而不復雜。

缺點

• 輸出頻率會產生不同類型的噪聲。

• 由于齒槽效應，負載電機在啟動和停止情況下會出現抖動。

• 由于控制或降低電機速度，導致功率因數不佳。

電流源逆變器 (CSI)

CSI（電流源反相器）與 VSI 不同，在引腳 3 上提供平滑的電壓輸出。CSI 類型的形成取決于電流而不是電壓。在此之前，在 CSI 中，您可以使用 SCR 橋代替二極管橋式整流器。作為電容器的替代品，我們使用電感器來分析輸出能量以獲得平滑的電流輸出。此外，CSI 能夠提供方波電流。

（電流源逆變器）

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好處

• 首先，它支持更高馬力的感應電機，其中 VSI 不夠用。

• 與 VSI 相比，它具有更高的可靠性。 

• 最重要的是，它具有出色的再生能力。

缺點

• 大多數情況下，它會產生較差的功率因數。

• 此外，它會產生齒槽效應，運行時可能會晃動電機軸。

• 最后，它不適合多電機運行。

脈寬調制 (PWM)

PWM 型（脈寬調制）也是改進型。通過PWM壓控電路，VFD可以提供穩定的電壓輸出，保持頻率比。PWM 電壓控制器電路使用一個額外的穩壓器來為負載提供穩定和適當的基本電源電壓和電流。

好處

• 沒有堵塞或抖動效果，并提供廣泛的速度和控制旋鈕范圍。

• 此外，還有具有非常高能效的恒定功率。 

• 它包括不同類型的電路保護。

缺點

• 在設計和實現方面存在一些復雜性。 

• 它會在相位驅動器電路中產生干擾噪聲。

• 最后，它需要額外的硬件并且是一種昂貴的解決方案。

三相VFD電路的制作方法

（一個電動機）

典型的變頻系統圖。

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我們需要以下內容來制作三相 VFD 電路：

• PWM 電壓控制器電路： PWM 發生器級響應施加到同一 IC 的引腳 5 的電壓，在IC 2 的引腳 3 上產生變化的 PWM 輸出。 

• 三相 H 橋電路：三相信號生成級在 IC 的 HIN1/2/3 和 LIN1/2/3 輸入端應用經過精心計算的三相信號。

• 三相信號發生器電路：三相信號的輸入頻率決定了送入系統的時鐘。這通常應該是預期三相信號的六倍。換言之，如果所需的三相頻率為 100 Hz，則輸入時鐘應為 100 x 6 = 600 Hz。

• 用于產生 V/Hz 參數的電壓到頻率轉換器電路。

https://youtu.be/TAFDX301Qrk   （構建變頻驅動器）

結論

總之，對于交流變頻器電路的附加控制和交流電機的變速工作，我們需要變頻驅動器（VFD）。VFD 的效率完全取決于其類型、范圍和質量。因此，工程師應該尋找并利用最好的來獲得最佳結果。還有更多關于 VFD 電路配置的問題嗎？在下面發表評論或聯系我們。